JP2002071816A - ２次元放射線および中性子イメージ検出器 - Google Patents

２次元放射線および中性子イメージ検出器

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JP2002071816A JP2000259443A JP2000259443A JP2002071816A JP 2002071816 A JP2002071816 A JP 2002071816A JP 2000259443 A JP2000259443 A JP 2000259443A JP 2000259443 A JP2000259443 A JP 2000259443A JP 2002071816 A JP2002071816 A JP 2002071816A
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scintillator
dimensional
fluorescence
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Masaki Katagiri
政樹 片桐
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】シンチレータ、液体シンチレータあるいは蛍光
体と光ファイバとを組み合わせた２次元放射線検出器及
び中性子イメージ検出器を提供する。 【解決手段】シンチレータ板に、横方向および縦方向に
一定間隔で溝を作る。縦方向の溝に波長シフトファイバ
束を配置し、横方向の溝には蛍光反射材を埋め込む。横
方向と縦方向の溝に区切られた検出ピクセル群を構成す
る。中性子コンバータを混合した中性子検出体をシンチ
レータ上面に配置する。また、シンチレータ下面の横方
向に波長シフトファイバ束を配置する。溝内に配置した
波長シフトファイバ束と下面に配置した波長シフトファ
イバ束により、検出ピクセル群内に入射した中性子によ
る蛍光と中性子検出体に入射した中性子による蛍光とを
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射線検出体とし
てシンチレータおよび蛍光体を用いて２次元放射線イメ
ージを得る検出器に関するものであり、短蛍光寿命のシ
ンチレータおよび蛍光体と波長シフトファイバとを組み
合わせた検出器を構成することにより、放射線が高い入
射率で入った場合でも２次元放射線イメージを高速にか
つ位置精度良く検出できることを特長としている。特に
中性子コンバータと組み合わせた２次元中性子イメージ
ングも可能としており、このため、原子炉や加速器を用
いた中性子散乱あるいは放射光を用いたＸ線散乱等によ
る物性物理研究や構造生物学の研究、 Ｘ線発生装置や
加速器を用いた医療Ｘ線診断、Ｘ線あるいは中性子を用
いたオートラジオグラフィなどに使用される。また、加
速器を用いた高エネルギー物理研究用の放射線イメージ
検出器等の高速処理及び実時間放射線画像検出を用いた
動的な事象の把握に使用され、かつ原子炉や核融合炉に
おける中性子を含めた放射線の高機能な分布モニタ装置
などにも使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シンチレータあるいは蛍光体
に放射線が入射した際に発生する蛍光を横方向および縦
方向に格子状に配置した波長シフトファイバ等の光ファ
イバ束を利用して検出し放射線の入射位置を決定する方
法を用いた２次元放射線イメージ検出器が使用されてき
た。シンチレータを用いた検出器の場合、２次元化する
のに図３１（K. Kuroda他: Nucl. Instr. ａnd Meth. A
430(1999)311-320）あるいは図３２（片桐政樹：特開２
０００−１８７０７７）に示すように１つのピクセルを
１つのシンチレータで構成する必要があるため比較的に
サイズの大きなシンチレータを用いることから、位置分
解能が５ｍｍ程度以上で比較的に大きな面積の２次元放
射線イメージ検出器に用いられてきた。一方、蛍光体を
用いた場合、薄い蛍光シートを用い横方向および縦方向
に格子状に配置した波長シフトファイバ等の光ファイバ
束を利用して検出するため、蛍光の検出効率を上げるに
は光ファイバ束の配置間隔を短くする必要があることか
ら、位置分解能が２ｍｍ程度以下で比較的に小さい面積
の２次元放射線イメージ検出器に用いられてきた。一
方、このような検出器の場合、蛍光寿命の短いシンチレ
ータあるいは蛍光体が使用され、発生する蛍光を横方向
および縦方向に格子状に配置した波長シフトファイバ等
の光ファイバを利用して検出するため、光検出器に到達
する光子は蛍光量の多いＺｎＳ：Ａｇ等の一部の蛍光体
を除いて数１０個以下である。このため、放射線が入射
した場合、ポアソン分布にしたがって蛍光が発生するこ
とを利用し、横方向および縦方向の波長シフトファイバ
からの蛍光を光電子増倍管、その信号を増幅する増幅回
路、信号のタイミングを取り出す波高弁別回路、一定時
間幅パルス発生回路および同時計数回路から構成する信
号処理システムにより２次元化を図る方法がK. Kuroda
等により考案された（K. Kuroda他: Nucl. Instr.ａnd
Meth. A430(1999)311-320）。この方法の場合、 同時検
出の一定以上の効率を確保するため横方向および縦方向
に対応した信号の同時計数を行う場合に設定する同時計
数（コインシデンス）時間は蛍光寿命の２倍程度以上の
一定時間取る方法が使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、シンチレ−
タあるいは蛍光体を用いた２次元放射線イメージ検出器
において波長シフトファイバ等の光ファイバを利用して
信号検出を行い２次元放射線イメージを求める場合、従
来法によっては実装作業が困難であった小さなシンチレ
ータを多数個平面に配置する２次元放射線イメージ検出
器の製作を容易にすることを目的とする。蛍光体シ−ト
などを用いる２次元放射線イメージ検出器において実現
が困難であった大きなピクセルを用いた２次元放射線イ
メージ検出器への蛍光体の適用を可能とすることを目的
とする。また、シンチレータ及び蛍光体を用いて２次元
放射線イメージ検出器を構成する場合、放射線検出体の
厚さを厚くすることが困難となり検出効率を上げること
が難しい場合でも、両者を組み合わせた構成にすること
により検出効率を改善することを目的とする。さらに、
蛍光寿命の短いシンチレータあるいは蛍光体を使用し、
発生する蛍光を縦方向および横方向に格子状に配置した
波長シフトファイバ等の光ファイバを利用して光子検出
する方法を用いた２次元放射線イメージ検出器の高計数
率化を目的とする。また、放射線ばかりではなく中性子
の２次元中性子イメージ検出を高速に、かつ容易に行う
ことができる検出装置を提供することも目的としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、シンチレータを用いた２次元放
射線イメージ検出器の場合、面積の大きなシンチレータ
板をもとに、シンチレータ板の横方向及び縦方向に決め
られたピクセルサイズの間隔で溝を作り、溝にＭｇＯな
どの蛍光反射材、あるいは蛍光を反射すると共にガンマ
線吸収率の大きい材料、あるいは蛍光を反射すると共に
中性子吸収断面積の大きい材料を埋め込むことにより、
ピクセル間の蛍光漏洩を防ぐと共に蛍光検出面での蛍光
放射効率を向上させ、かつガンマ線あるいは中性子吸収
能力の大きい材料を用いることにより、ガンマ線あるい
は中性子に対する位置検出性能を向上させる。また、溝
に波長シフトファイバ等の光ファイバを配置し、ピクセ
ルの側面からの蛍光読み出しを行うことにより多機能な
放射線イメージ検出を可能とする。蛍光体の場合につい
ては、蛍光集光用の基板として透明ブロックあるいは波
長シフターブロックあるいはシンチレータブロック等を
用い、従来法である基板の側面に波長シフトファイバ等
の光ファイバを配置し蛍光を検出して２次元放射線イメ
ージ検出器とする。放射線検出体を蛍光体とシンチレー
タとを組み合わせて使用でき構造にすることにより、蛍
光体の厚さを厚くすることが難しく検出効率を上げるこ
とが困難な場合にも検出効率を向上させることが可能と
する。さらに、蛍光寿命の短いシンチレータあるいは蛍
光体を使用し、発生する蛍光を横方向および縦方向に格
子状に配置した波長シフトファイバ等の光ファイバを利
用して検出する２次元放射線イメージ検出器において、
出力された横方向光子検出信号及び縦方向光子検出信号
を基に放射線イメージを構成する場合に、波高弁別器か
ら出力されるタイミングパルス信号を基に、再トリガ可
能な状態でパルスを発生する再トリガブルパルス信号発
生器を用いて検出媒体の蛍光寿命に対応してポアソン分
布にもとずいて時間幅が決められ発生するパルス信号を
発生させ、この信号を用いて同時計測法をもとに２次元
放射線イメージを求めることにより高計数率化を図る。
【０００５】一方、検出体内に中性子を電離可能な放射
線に変換する中性子コンバータ材である6Ｌｉ、10Ｂあ
るいはＧｄを一種類以上含み、あるいは混合し、あるい
は組み合わせた中性子用検出体を用いることにより、２
次元中性子イメージを得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】シンチレータを用いた２次元放射
線イメージ検出器において、従来法では多数のシンチレ
ータブロックを配置するため製作するのに手間がかかっ
ていたものを面積の大きなシンチレータ板をもとに溝を
入れることにより容易に製作ができるようなる。蛍光反
射材であると共にガンマ線あるいは中性子吸収材を側面
に配置する方法を用いることにより、蛍光検出面での蛍
光放射効率を上げると同時にガンマ線あるいは中性子に
対する位置検出性能を向上させることができる。また、
ピクセルの側面からの蛍光読み出しを行うことにより多
機能な放射線イメージ検出が可能となる。蛍光体を用い
た２次元放射線イメージ検出器において、蛍光読み出し
用の基板として透明基板あるいは波長シフター基板ある
いはシンチレータ板等を用いることにより、従来法では
できなかった比較的大きな面積のピクセルをもつ大面積
２次元放射線イメージ検出器を可能とすることができ
る。さらに、蛍光体とシンチレータとを組み合わせて使
用できる構造にすることにより、検出効率を向上させた
あるいは多機能な放射線イメージ検出が可能となる。一
方、横方向光子検出信号及び縦方向光子検出信号を基に
放射線イメージを構成する場合に、波高弁別器から出力
されるタイミングパルス信号を基に再トリガ可能な状態
でパルスを発生する再トリガブルパルス信号発生器を用
いて検出媒体の蛍光寿命に対応してポアソン分布にもと
ずいて時間幅が決められ発生するパルス信号を発生さ
せ、この信号を用いて同時計測法をもとに２次元放射線
イメージを求める。従来法の一定時間幅を発生するパル
ス発生器を用いるより、同時計測に用いるパルス時間幅
を短くすることができるため、高計数率化を図ることが
できる。シンチレータあるいは蛍光体と中性子コンバー
タ材とを組み合わせて使用することにより、２次元中性
子イメージを得ることができる。
【０００７】
【実施例】（実施例１）実施例１として、本発明による
２次元放射線イメージ検出器について図１を参照して述
べる。本発明は、放射線が入射すると蛍光を発生するシ
ンチレータ板の上面に、横方向および縦方向に決められ
た間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの溝を
作り、この溝に蛍光を反射する反射材を埋め込むことに
より、横方向と縦方向の溝で区切ることによって作られ
た検出ピクセル群を構成し、検出ピクセル内に入射した
放射線の蛍光を検出することにより、放射線の２次元イ
メージを得ることを特長としている。２次元放射線イメ
ージ検出体の素材として使用されるシンチレータ板とし
ては、従来よりＸ線あるいはα線等の電離放射線の検出
媒体として使用されてきた米国バイクロン社製プラスチ
ックシンチレータＢＣ−４１２などが使用できる。蛍光
寿命は３．３ｎｓであり、蛍光波長は４３４ｎｍであ
る。実施例として、シンチレータ板の大きさを横幅１０
０ｍｍ、縦幅１００ｍｍそして厚さ２ｍｍとする。ダイ
ヤモンドカッターなどを用いてこのシンチレータ板に横
方向に２ｍｍ間隔で、縦方向に２ｍｍ間隔で幅０．５ｍ
ｍそして深さ１．５ｍｍの溝を作る。この溝に、従来か
ら使用されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3あるいはＭ
ｇＯなどを埋め込むことにより、横方向と縦方向の溝に
区切られた検出ピクセル群を構成する。シンチレータ板
の厚さの半分以上の深さを形成することにより、検出ピ
クセル間の蛍光の漏洩による位置分解能の劣化はほとん
どない。
【０００８】本発明の２次元放射線イメージ検出体は、
従来方法である検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光
を、２次元放射線イメージ検出体の上面に横方向の光フ
ァイバ束をそして下面に縦方向の光ファイバ束に格子状
に配置し、同時計数法を適用することにより２次元放射
線イメージ検出器が構成できる。光ファイバ束としては
プラスチックシンチレータＢＣ−４１２の蛍光波長にあ
った米国バイクロン社製波長シフトファイバＢＣＦ−９
２などを使用することができる。波長シフトファイバに
よる蛍光検出効率を上げるためには、波長シフトファイ
バの光検出器に接続しない端面に蛍光反射材を配置す
る。この方法により数１０％以上の検出効率の向上が得
られる。また、図１では波長シフトファイバをピクセル
毎に束として配置しているが、連続的に配置しても問題
はない。この場合、検出ピクセル間にある波長シフトフ
ァイバを間引いて光検出器に接続しない方法を採ること
も可能である。また。波長シフトファイバでの蛍光検出
を多少上げる方法として波長シフトファイバ背面に蛍光
反射材を置く方法も使用できる。なお、２次元放射線イ
メージ検出体の素材として使用されるシンチレータ板と
しては、ガラスシンチレータ、ＣｓＩシンチレータ、Ｙ
ＡｌＯ3：Ｃｅシンチレータ、ＧＳＯシンチレータなど
が使用できる。また、光ファイバ束として、光ファイバ
の側面の一部を削り取り、側面から光を入れることがで
きる構成とした側面入射型光ファイバを用いることがで
きる。
【０００９】（実施例２）実施例２として、本発明によ
る２次元放射線イメージ検出器について図２を参照して
述べる。本発明は、放射線が入射すると蛍光を発生する
シンチレータ板の上面および下面に、横方向について上
面と下面交互に、および縦方向について上面と下面交互
に、決められた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上
の深さの溝を作り、この溝に蛍光を反射する反射材を埋
め込むことにより、横方向と縦方向の溝で区切ることに
よって作られた検出ピクセル群を構成し、検出ピクセル
内に入射した放射線の蛍光を検出することにより、放射
線の２次元イメージを得ることを特長としている。本実
施例としては、実施例１と同じ２次元放射線イメージ検
出体であるプラスチックシンチレータＢＣ−４１２を用
いることができ、シンチレータ板の大きさを横幅１００
ｍｍ、縦幅１００ｍｍそして厚さ２ｍｍとする。ダイヤ
モンドカッターなどを用いてこのシンチレータ板の上面
及び下面に、横方向について上面と下面交互に２ｍｍ間
隔で、縦方向について上面と下面交互に２ｍｍ間隔で幅
０．５ｍｍそして深さ１．５ｍｍの溝を作る。この溝
に、従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3
あるいはＭｇＯなどを埋め込むことにより、上面と下面
交互に作られた横方向と縦方向の溝に区切られた検出ピ
クセル群を構成する。本発明の２次元放射線イメージ検
出体は、実施例1と同様の従来方法により２次元放射線
イメージ検出器として構成できる。
【００１０】（実施例３）実施例３として、本発明によ
る２次元中性子イメージ検出器について図３を参照して
述べる。本発明は、上記実施例１あるいは２と同じ方法
で２次元放射線イメージ検出体を作り、反射材として放
射線遮蔽効果の大きな材料を用いて、検出ピクセル間に
放射線遮蔽する機能を付加し放射線の２次元イメージを
得ることを特長としている。
【００１１】２次元放射線イメージ検出体の溝に元素番
号４０以上の元素でありかつ白色で蛍光反射材にもなる
銀粉末などを埋め込むことにより、検出ピクセル間を放
射線遮蔽しコリメート機能を持たせ位置検出性能の向上
を図ることができる。
【００１２】（実施例４）実施例４として、本発明によ
る２次元中性子イメージ検出器について図４を参照して
述べる。本発明は、シンチレータ板として少なくとも中
性子コンバータである6Ｌｉ、10Ｂ、あるいはＧｄを含
んだ材料を用い、このシンチレータ板を基に上記実施例
１あるいは２と同じ方法で２次元放射線イメージ検出体
を作り、反射材として中性子遮蔽効果の大きな材料を用
いて、検出ピクセル間に中性子遮蔽する機能を付加し中
性子の２次元イメージを得ることを特長としている。
【００１３】本実施例では、シンチレータ板として、中
性子コンバータである6Ｌｉを６．６％含む6Ｌｉガラス
シンチレータ（バイクロン社製ＧＳ２０）を用いる。蛍
光寿命は６０ｎｓであり、蛍光波長は３９０ｎｍであ
る。この２次元放射線イメージ検出体の溝に反射材とし
て中性子吸収断面積が大きい元素を含んだ材料でありか
つ白色で蛍光反射材にもなるＧｄ2Ｏ3を埋め込むことに
より、検出ピクセル間を中性子遮蔽しコリメート機能を
持たせ位置検出性能の向上を図ることができる。
【００１４】（実施例５）実施例５として、本発明によ
る２次元放射線イメージ検出器について図５を参照して
述べる。本発明は、放射線が入射すると蛍光を発生する
シンチレータ板の上面に、横方向および縦方向に決めら
れた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの溝
を作り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向の
溝には蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造とし、シ
ンチレータ板の上面あるいは下面あるいは上面と下面に
上記の光ファイバと直交する方向である横方向に光ファ
イバ束を配置し、横方向と縦方向の溝で区切ることによ
って作られた検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を
シンチレータ板の溝内に配置した光ファイバ束と上面あ
るいは下面あるいは上面と下面に配置した光ファイバ束
により検出することにより、放射線の２次元イメージを
得ることを特長としている。
【００１５】２次元放射線イメージ検出体の素材として
使用されるシンチレータ板としては、米国バイクロン社
製プラスチックシンチレータＢＣ−４１２などが使用で
きる。蛍光寿命は３．３ｎｓであり、蛍光波長は４３４
ｎｍである。実施例として、シンチレータ板の大きさを
横幅２００ｍｍ、縦幅２００ｍｍそして厚さ２ｍｍとす
る。ダイヤモンドカッターなどを用いてこのシンチレー
タ板に横方向に５ｍｍ間隔で、縦方向に５ｍｍ間隔で幅
０．６ｍｍそして深さ１．５ｍｍの溝を作る。横方向の
溝に太さ０．５ｍｍの光ファイバを３本を配置し、縦方
向の溝には、蛍光を反射する反射材として従来から使用
されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3あるいはＭｇＯな
どを埋め込む。横方向と縦方向の溝に区切られた検出ピ
クセルを構成する。溝内に配置した光ファイバ束と上面
に太さ０．５ｍｍの光ファイバを１０本を配置した太さ
光ファイバ束により検出ピクセル内に入射した放射線の
蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメージを
得ることができる。光ファイバとして波長シフトファイ
バであるＢＣＦ−９２などを使用することができる。
【００１６】（実施例６）実施例６として、本発明によ
る２次元放射線イメージ検出器について図６を参照して
述べる。本発明は、放射線が入射すると蛍光を発生する
シンチレータ板の上面に、横方向および縦方向に決めら
れた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの溝
を作り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向の
溝には蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造とし、シ
ンチレータ板の下面に上記の光ファイバと直交する方向
の横方向に光ファイバ束を配置し、上面に放射線により
蛍光を発生する放射線検出体を配置し、この放射線検出
体から発生する蛍光を横方向と縦方向の溝で区切ること
によって作られた検出ピクセル内に入射した放射線の蛍
光と放射線検出体から発生する蛍光をシンチレータ板の
溝内に配置した光ファイバ束と下面に配置した光ファイ
バ束により検出することにより、放射線の２次元イメー
ジを得ることを特長としている。
【００１７】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の素材として使用されるシンチレータ板として、Ｌｉ
ガラスシンチレータを用いる。蛍光寿命は６０ｎｓであ
り、蛍光波長は３９０ｎｍである。実施例として、シン
チレータ板の大きさを横幅２００ｍｍ、縦幅２００ｍｍ
そして厚さ２ｍｍとする。ダイヤモンドカッターなどを
用いてこのシンチレータ板に横方向に５ｍｍ間隔で、縦
方向に５ｍｍ間隔で幅０．６ｍｍそして深さ１．５ｍｍ
の溝を作る。横方向の溝に太さ０．５ｍｍの光ファイバ
を３本を配置し、縦方向の溝には、蛍光を反射する反射
材として従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ
2Ｏ3あるいはＭｇＯなどを埋め込む。横方向と縦方向の
溝に区切られた検出ピクセルを構成する。
【００１８】検出体としては、Ｌｉガラスシンチレータ
の蛍光波長である３９０ｎｍと近い蛍光波長の蛍光体Ｙ
2ＳｉＯ5：Ｃｅなどが使用できる。蛍光寿命は４０ｎｓ
であり、蛍光波長は４１０ｎｍである。５ｍｍx５ｍｍ
のサイズで厚さ２ｍｍのＬｉガラスシンチレータの上面
にＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅの粉末を塗り、241Ａｍアルファ線
源を用いて約５ＭｅＶのアルファ線を放射線検出体に照
射した時Ｌｉガラスシンチレータの側面に放射される蛍
光の蛍光スペクトルを図７に示す。シンチレータ側面で
検出された蛍光の強度は、シンチレータ背面で検出され
た強度とあまり差はない。この結果、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ
の蛍光がＬｉガラスシンチレータを介してその側面で蛍
光を検出できることが確認されている。
【００１９】従って、溝内に配置した光ファイバ束と上
面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを１０本を配置した太
さ光ファイバ束により検出ピクセル内に入射した放射線
の蛍光と放射線検出体に入射した放射線の蛍光とを検出
することにより、放射線の２次元イメージを効率良く得
ることができる。なお、光ファイバとしては４１０ｎｍ
の波長にも感度がある波長シフトファイバである米国バ
イクロン社製ＢＣＦ−９２などを使用することができ
る。
【００２０】また、実施例では検出媒体として粉末状の
蛍光体を用いたが薄いシンチレータなどでも構成するこ
とができる。また、図６では放射線検出体が検出ピクセ
ル毎に配置されているが、シート状にした放射線検出体
をシンチレータ板の上部全体に配置しても同様の結果が
得られる。配置する際光学的グリースなどを用いて密着
度を高めればさらに効果的である。
【００２１】（実施例７）実施例７として、本発明によ
る２次元放射線イメージ検出器について図８を参照して
述べる。本発明は、蛍光波長を十分透過させる透過率を
有する蛍光集光板の上面に、横方向および縦方向に決め
られた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの
溝を作り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向
の溝には、蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造と
し、蛍光集光板の下面の上記の光ファイバ束と直交する
方向である横方向に光ファイバ束を配置し、上面に放射
線により蛍光を発生する放射線検出体を置き、放射線検
出体から発生する蛍光を横方向と縦方向の溝で区切るこ
とによって作られた検出ピクセル内に入ってくる放射線
検出体から発生する蛍光を蛍光集光板の溝内に配置した
光ファイバ束と下面に配置した光ファイバ束により検出
することにより、放射線の２次元イメージを得ることを
特長としている。
【００２２】本発明は、２次元放射線イメージ検出器の
検出媒体として蛍光体、特に粉末上の蛍光体を用いる場
合に使用される。たとえば、蛍光体としてはＸ線、β線
あるいはα線の検出に使用されるＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+、
Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、ＹＡｌＯ 3：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇな
どが使用できる。実施例では、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅを蛍光
体として用いる。蛍光寿命は４０ｎｓであり、蛍光波長
は４１０ｎｍである。蛍光波長を十分透過させる透過率
を有する蛍光集光板としては、石英ガラスを用いる。石
英ガラスは３００ｎｍ以上の波長に対して十分な透過性
能を有している。実施例として、蛍光集光板の大きさを
横幅２００ｍｍ、縦幅２００ｍｍそして厚さ２ｍｍとす
る。ダイヤモンドカッターなどを用いてこのシンチレー
タ板に横方向に５ｍｍ間隔で、縦方向に５ｍｍ間隔で幅
０．６ｍｍそして深さ１．５ｍｍの溝を作る。横方向の
溝に太さ０．５ｍｍの光ファイバを３本を配置し、縦方
向の溝には、蛍光を反射する反射材として従来から使用
されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3あるいはＭｇＯな
どを埋め込む。この結果、横方向と縦方向の溝に区切ら
れたＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅを放射線検出媒体とした検出ピク
セルを構成することができる。
【００２３】５ｍｍx５ｍｍのサイズで厚さ２ｍｍの蛍
光集光板である石英ガラスの上面にＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅの
粉末を塗り、241Ａｍアルファ線源を用いて約５ＭｅＶ
のアルファ線を放射線検出体に照射した時石英ガラスの
側面に放射される蛍光の蛍光スペクトルを図９に示す。
この結果、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅから発生する蛍光を石英ガ
ラスを介してその側面で蛍光を検出できることがわかっ
た。
【００２４】従って、溝内に配置した光ファイバ束と上
面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを１０本を配置した太
さ光ファイバ束により検出ピクセル内に入射した放射線
の蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメージ
を得ることができる。なお、光ファイバとしては４１０
ｎｍに感度のある波長シフトファイバである米国バイク
ロン社製ＢＣＦ−９２などを使用することができる。
【００２５】なお、実施例では検出媒体として粉末状の
蛍光体を用いたが薄いシンチレータなどでも構成するこ
とができる。 （実施例８）実施例８として、本発明による２次元放射
線イメージ検出器について図１０を参照して述べる。
本発明は、蛍光波長を他の波長にシフトさせる機能を持
つ波長シフター板の上面に、横方向および縦方向に決め
られた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの
溝を作り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向
の溝には、蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造と
し、波長シフター板の下面に上記の光ファイバと直交す
る方向である横方向に光ファイバ束を配置し、上面に放
射線により蛍光を発生する放射線検出体を置き、放射線
検出体から発生する蛍光を波長シフター板の波長シフト
機能により他の波長に変換し、波長変換された蛍光を波
長シフター板の溝内に配置した光ファイバ束と上面ある
いは下面に配置した光ファイバ束により検出することに
より、放射線の２次元イメージを得ることを特長として
いる。本発明は、２次元放射線イメージ検出器の検出媒
体として蛍光体、特に粉末上の蛍光体を用いる場合に使
用される。たとえば、蛍光体としてはＸ線、β線あるい
はα線の検出に使用されるＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+、Ｙ2Ｓ
ｉＯ5：Ｃｅ、ＹＡｌＯ3：Ｃｅ、ＺｎＳ：Ａｇなどが使
用できる。また、蛍光波長を他の波長にシフトさせる機
能を持つ波長シフター板としては、プラスチック波長シ
フターなどを用いることができる。本実施例では、Ｙ2
ＳｉＯ5：Ｃｅを蛍光体として用いる。蛍光寿命は４０
ｎｓであり、蛍光波長は４１０ｎｍである。また、波長
シフター板としては米国バイクロン社製プラスチック波
長シフターＢＣ−４８４を用いる。実施例として、波長
シフター板の大きさを横幅２００ｍｍ、縦幅２００ｍｍ
そして厚さ２ｍｍとする。ダイヤモンドカッターなどを
用いてこの波長シフター板に横方向に５ｍｍ間隔で、縦
方向に５ｍｍ間隔で幅０．６ｍｍそして深さ１．５ｍｍ
の溝を作る。横方向の溝に太さ０．５ｍｍの光ファイバ
を３本を配置し、縦方向の溝には、蛍光を反射する反射
材として従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ
2Ｏ3あるいはＭｇＯなどを埋め込む。この結果、横方向
と縦方向の溝に区切られたＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅを放射線検
出媒体とした検出ピクセルを構成することができる。
【００２６】５ｍｍx５ｍｍのサイズで厚さ２ｍｍの波
長シフター板の上面にＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅの粉末を塗り、
241Ａｍアルファ線源を用いて約５ＭｅＶのアルファ線
を放射線検出体に照射した時波長シフター板の側面に放
射される波長シフトされた蛍光の蛍光スペクトルを図１
１に示す。４１０ｎｍを中心波長とする蛍光が４３４ｎ
ｍの蛍光に変換されたのがわかる。この結果、Ｙ2Ｓｉ
Ｏ5：Ｃｅから発生する蛍光を波長シフター板を介して
その側面で蛍光を検出できることがわかった。
【００２７】従って、溝内に配置した光ファイバ束と上
面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを１０本を配置した太
さ光ファイバ束により検出ピクセル内に入射した放射線
の蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメージ
を得ることができる。なお、光ファイバとしては４３４
ｎｍに感度のある波長シフトファイバである米国クラレ
社製Ｙ−７あるいはＹ−１１などを使用することができ
る。
【００２８】なお、実施例では検出媒体として粉末状の
蛍光体を用いたが薄いシンチレータなどでも構成するこ
とができる。 （実施例９）実施例９として、本発明による２次元放射
線イメージ検出器について図１２を参照して述べる。本
発明は上記実施例６−８において、シンチレータ板、蛍
光集光板あるいは波長シフター板の上面及び下面に、横
方向について上面と下面交互に、および縦方向について
上面と下面交互に、決められた間隔でシンチレータ板の
厚さの半分以上の深さの溝を作り、この溝に蛍光を反射
する反射材を埋め込むことにより、横方向と縦方向の溝
で区切ることによって作られた検出ピクセル群を構成
し、放射線の２次元イメージを得ることを特長としてい
る。
【００２９】本実施例では、上記実施例８をもとに波長
シフター板のピクセルの構成方法を波長シフター板の上
面と下面に、横方向について交互に、および縦方向につ
いても交互に、決められた間隔でシンチレータ板の厚さ
の半分以上の深さの溝を作り、この溝に蛍光を反射する
反射材を埋め込む方法に変えて、横方向と縦方向の溝で
区切ることによって作られた検出ピクセル群を構成す
る。波長シフター板、放射線検出体及び波長シフトファ
イバなどは上記実施例８と同じ材料および構成を用いる
ことができる。
【００３０】（実施例１０）実施例１０として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１３を参
照して述べる。本発明は、矩形のシンチレータブロック
を横方向及び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各
矩形のシンチレータブロックの相対する側面に光ファイ
バ束を配置し、横方向の相対する側面に反射材を配置
し、かつシンチレータブロックの上面に反射材を配置す
ると共に、平面に並べたシンチレータブロックの下面に
側面に配置した光ファイバ束と直交する方向である横方
向に光ファイバ束を配置した構造とし、各矩形のシンチ
レータブロックに入射した放射線の蛍光をシンチレータ
ブロックの側面に配置した光ファイバ束と下面に配置し
た光ファイバ束により検出することにより、放射線の２
次元イメージを得ることを特長としている。
【００３１】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の素材として使用される矩形のシンチレータとして、
Ｌｉガラスシンチレータを用いる。蛍光寿命は６０ｎｓ
であり、蛍光波長は３９０ｎｍである。実施例として、
１つのシンチレータブロックの大きさを横幅５ｍｍ、縦
幅５ｍｍの正方形そして厚さ２ｍｍとする。このシンチ
レータブロックを横方向に１０個及び縦方向に１０個そ
れぞれ平面に並べる。シンチレータブロックの縦方向の
相対する側面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを４本を配
置し、横方向の側面には、蛍光を反射する反射材として
従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3ある
いはＭｇＯなどを配置する。また、シンチレータブロッ
クの上面にも蛍光反射材を配置する。１つのシンチレー
タブロックで検出ピクセルを構成する。シンチレータブ
ロック下面に横方向に太さ０．５ｍｍの光ファイバを１
０本を配置し、この光ファイバ束と上記シンチレータブ
ロック側面に横方向に配置した光ファイバ束とを用い検
出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を検出することに
より、放射線の２次元イメージを得ることができる。な
お、光ファイバとしては３９０ｎｍの波長にも感度があ
る波長シフトファイバである米国バイクロン社製ＢＣＦ
−９２などを使用することができる。
【００３２】（実施例１１）実施例１１として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１４を参
照して述べる。本発明は、矩形のシンチレータブロック
を横方向及び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各
矩形のシンチレータブロックの相対する側面に光ファイ
バ束を配置し、横方向の相対する側面に反射材を配置
し、平面に並べたシンチレータブロックの上面及び下面
に側面に配置した光ファイバ束と直交する方向である横
方向に、光ファイバ束を配置した構造とし、各矩形のシ
ンチレータブロックに入射した放射線の蛍光をシンチレ
ータブロックの側面に配置した光ファイバ束と上面及び
下面に配置した光ファイバ束により検出することによ
り、放射線の２次元イメージを得ることを特長としてい
る。本実施例は、上記実施例１０においてシンチレータ
ブロック上面に配置した反射材の代わりに、シンチレー
タブロック上面に横方向に太さ０．５ｍｍの光ファイバ
を１０本を配置することにより実現できる。この光ファ
イバ束とシンチレータブロック下面に横方向に配置した
太さ０．５ｍｍの光ファイバ１０本とを合体し縦方向の
光ファイバ束とし、シンチレータブロック側面に横方向
に配置した光ファイバ束とを用いて検出ピクセル内に入
射した放射線の蛍光を検出することにより、放射線の２
次元イメージを得ることができる。
【００３３】（実施例１２）実施例１２として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１５を参
照して述べる。本発明は、矩形のシンチレータブロック
を横方向及び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各
矩形のシンチレータブロックの相対する側面に光ファイ
バ束を配置し、横方向の相対する側面に反射材を配置
し、かつシンチレータブロックの上面に放射線により蛍
光を発生する放射線検出体を配置すると共に、平面に並
べたシンチレータブロックの下面に側面に配置した光フ
ァイバ束と直交する方向に、光ファイバ束を配置した構
造とし、各矩形のシンチレータブロックに入射した放射
線の蛍光と放射線検出体から発生する蛍光をシンチレー
タブロックの側面に配置した光ファイバ束と下面に配置
した光ファイバ束により検出することにより、放射線の
２次元イメージを得ることを特長としている。
【００３４】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の素材として使用される矩形のシンチレータブロック
として、Ｌｉガラスシンチレータを用いる。蛍光寿命は
６０ｎｓであり、蛍光波長は３９０ｎｍである。実施例
として、１つのシンチレータブロックの大きさを横幅５
ｍｍ、縦幅５ｍｍの正方形そして厚さ２ｍｍとする。こ
のシンチレータブロックを横方向に１０個及び縦方向に
１０個それぞれ平面に並べる。シンチレータブロックの
縦方向の相対する側面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを
４本を配置し、横方向の側面には、蛍光を反射する反射
材として従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ
2Ｏ3あるいはＭｇＯなどを配置する。また、シンチレー
タブロックの上面に放射線により蛍光を発生する放射線
検出体を配置する。たとえば、放射線検出体としては、
Ｘ線、β線あるいはα線の検出に使用される蛍光体であ
りかつＬｉガラスシンチレータの蛍光波長に近い蛍光波
長をもつＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、ＹＡ
ｌＯ3：Ｃｅなどの粉末を使用できる。このような構造
の１つのシンチレータブロックで検出ピクセルを構成す
る。シンチレータブロック下面に横方向に太さ０．５ｍ
ｍの光ファイバを４本を配置し、この光ファイバ束と上
記シンチレータブロック側面に横方向に配置した光ファ
イバ束とを用い検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光
を検出することにより、放射線の２次元イメージを得る
ことができる。なお、光ファイバとしては３９０ｎｍの
波長にも感度がある波長シフトファイバである米国バイ
クロン社製ＢＣＦ−９２などを使用することができる。
【００３５】（実施例１３）実施例１３として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１６を参
照して述べる。本発明は、蛍光波長を十分透過させる透
過率を有する矩形の蛍光集光ブロックを横方向及び縦方
向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形の蛍光集光ブ
ロックの相対する側面に光ファイバ束を配置し、横方向
の相対する側面に反射材を配置し、かつ蛍光集光ブロッ
クの上面に放射線により蛍光を発生する放射線検出体を
配置すると共に、平面に並べた蛍光集光ブロックの下面
に側面に配置した光ファイバ束と直交する方向である横
方向に光ファイバ束を配置した構造とし、各矩形の蛍光
集光ブロックに配置した放射線検出体から発生する蛍光
を蛍光集光ブロックの側面に配置した光ファイバ束と下
面に配置した光ファイバ束により検出することにより、
放射線の２次元イメージを得ることを特長としている。
【００３６】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の蛍光集光素材として使用される矩形の蛍光集光ブロ
ックとして、石英ガラスを用いる。石英ガラスは３００
ｎｍ以上の波長に対して十分な透過性能を有している。
実施例として、１つの蛍光集光ブロックの大きさを横幅
５ｍｍ、縦幅５ｍｍの正方形そして厚さ２ｍｍとする。
この蛍光集光ブロックを横方向に１０個及び縦方向に１
０個それぞれ平面に並べる。シンチレータの縦方向の相
対する側面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを４本を配置
し、横方向の側面には、蛍光を反射する反射材として従
来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3あるい
はＭｇＯなどを配置する。そして、蛍光集光ブロックの
上面に放射線により蛍光を発生する放射線検出体を配置
する。たとえば、放射線検出体としては、Ｘ線、β線あ
るいはα線の検出に使用される蛍光体であるＢａＦＢ
ｒ：Ｅｕ2+、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、ＹＡｌＯ3：Ｃｅ、Ｚ
ｎＳ：Ａｇなどの粉末を使用できる。このような構造の
１つのシンチレータで検出ピクセルを構成する。蛍光集
光ブロック下面に横方向に太さ０．５ｍｍの光ファイバ
を１０本を配置し、この光ファイバ束と上記シンチレー
タ側面に横方向に配置した光ファイバ束とを用い検出ピ
クセル内に入射した放射線の蛍光を検出することによ
り、放射線の２次元イメージを得ることができる。な
お、光ファイバとしては３９０ｎｍから４５０ｎｍの波
長に感度がある波長シフトファイバである米国バイクロ
ン社製ＢＣＦ−９２あるいはクラレ社製Ｙ−１１などを
蛍光波長に応じて使用することができる。
【００３７】（実施例１４）実施例１４として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１７を参
照して述べる。本発明は、蛍光波長を他の波長にシフト
させる機能を持つ矩形の波長シフターブロックを横方向
及び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形の波
長シフターブロックの相対する側面に光ファイバ束を配
置し、横方向の相対する側面に反射材を配置し、かつ波
長シフターブロックの上面に放射線により蛍光を発生す
る放射線検出体を配置すると共に、平面に並べた波長シ
フターブロックの下面に側面に配置した光ファイバ束と
直交する方向に、光ファイバ束を配置した構造とし、各
矩形の波長シフターブロックに配置した放射線検出体か
ら発生する蛍光を波長シフターブロックの波長シフト機
能により他の波長に変換し、波長変換された蛍光を波長
シフターブロックの側面に配置した光ファイバ束と下面
に配置した光ファイバ束により検出することにより、放
射線の２次元イメージを得ることを特長としている。
【００３８】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の蛍光集光素材として使用される矩形の波長シフター
ブロックとして、プラスチック波長シフターである米国
バイクロン社製プラスチック波長シフターＢＣ−４８４
を用いる。このプラスチック波長シフターは３７０ｎｍ
の波長に対して十分な効率よく４３４ｎｍの蛍光に波長
変換することができる。実施例として、１つの波長シフ
ターブロックの大きさを横幅５ｍｍ、縦幅５ｍｍの正方
形そして厚さ２ｍｍとする。この波長シフターブロック
を横方向に１０個及び縦方向に１０個それぞれ平面に並
べる。波長シフターブロックの縦方向の相対する側面に
太さ０．５ｍｍの光ファイバを４本を配置し、横方向の
側面には、蛍光を反射する反射材として従来から使用さ
れている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3あるいはＭｇＯなど
を配置する。そして、波長シフターブロックの上面に放
射線により蛍光を発生する放射線検出体を配置する。こ
の時、効率良く波長シフトするため、蛍光波長が３７０
ｎｍから４００ｎｍの蛍光体が使用できる。たとえば、
放射線検出体としては、Ｘ線、β線あるいはα線の検出
に使用される蛍光体であるＹＡｌＯ3：Ｃｅなどの粉末
を使用できる。この蛍光体の蛍光寿命は３０ｎｓであ
り、蛍光波長は３７０ｎｍである。このような構造の１
つのプラスチック波長シフターで検出ピクセルを構成す
る。波長シフターブロックの下面に横方向に太さ０．５
ｍｍの光ファイバを１０本を配置し、この光ファイバ束
と上記シンチレータ側面に横方向に配置した光ファイバ
束とを用い検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を検
出することにより、放射線の２次元イメージを得ること
ができる。光ファイバとしては４３４ｎｍに感度のある
波長シフトファイバである米国クラレ社製Ｙ−７あるい
はＹ−１１などを使用することができる。
【００３９】（実施例１５）実施例１５として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１８を参
照して述べる。本発明は、矩形のシンチレータブロック
を横方向及び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各
矩形のシンチレータブロックの相対する側面に光ファイ
バ束を装着すると共に、横方向の各矩形のシンチレータ
ブロックの相対する側面に光ファイバ束を配置し、かつ
シンチレータブロックの上面あるいは下面あるいは上面
と下面に放射線により蛍光を発生する放射線検出体を配
置した構造とし、各矩形のシンチレータブロックに入射
した放射線の蛍光と上面あるいは下面あるいは上面と下
面に配置した放射線検出体から発生する蛍光をシンチレ
ータブロックの縦方向の側面と横方向の側面に配置した
光ファイバ束とにより検出し、放射線の２次元イメージ
を得ることを特長としている。
【００４０】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の素材として使用される矩形のシンチレータとして、
Ｌｉガラスシンチレータを用いる。蛍光寿命は６０ｎｓ
であり、蛍光波長は３９０ｎｍである。実施例として、
１つのシンチレータブロックの大きさを横幅５ｍｍ、縦
幅５ｍｍの正方形そして厚さ２ｍｍとする。このシンチ
レータブロックを横方向に１０個及び縦方向に１０個そ
れぞれ平面に並べる。シンチレータブロックの横方向の
相対する側面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを２本を配
置すると共に縦方向の相対する側面に太さ０．５ｍｍの
光ファイバを２本を配置する。シンチレータブロックの
上面には、シンチレータブロックの下面に蛍光を反射す
る反射材として従来から使用されている蛍光反射材であ
るＡｌ2Ｏ3あるいはＭｇＯなどを配置する。本実施れで
は、放射線検出体をシンチレータブロック上面に配置し
たが、下面あるいは上面及び下面に配置することもでき
る。このような構造の１つのシンチレータブロックで検
出ピクセルを構成する。上記で述べたシンチレータブロ
ック側面の横方向及び縦方向に配置した光ファイバ束を
用い検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を検出する
ことにより、放射線の２次元イメージを得ることができ
る。なお、光ファイバとしては３９０ｎｍの波長にも感
度がある波長シフトファイバである米国バイクロン社製
ＢＣＦ−９２などを使用することができる。
【００４１】（実施例１６）実施例１６として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図１９を参
照して述べる。本発明は、蛍光波長を十分透過させる透
過率を有する矩形の蛍光集光ブロックを横方向及び縦方
向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形の蛍光集光ブ
ロックの相対する側面に光ファイバ束を装着すると共
に、横方向の各矩形の蛍光集光ブロックの相対する側面
に光ファイバ束を配置し、かつ蛍光集光ブロックの上面
あるいは下面あるいは上面と下面に放射線により蛍光を
発生する放射線検出体を配置した構造とし、各矩形の蛍
光集光ブロックの上面あるいは下面あるいは上面と下面
に配置した放射線検出体から発生する蛍光を蛍光集光ブ
ロックの縦方向の側面と横方向の側面に配置した光ファ
イバ束とにより検出し、放射線の２次元イメージを得る
ことを特長としている。
【００４２】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の素材として使用される矩形の蛍光集光ブロックとし
て、石英ガラスを用いる。石英ガラスは３００ｎｍ以上
の波長に対して十分な透過性能を有している。実施例と
して、１つの蛍光集光ブロックの大きさを横幅５ｍｍ、
縦幅５ｍｍの正方形そして厚さ２ｍｍとする。この蛍光
集光ブロックを横方向に１０個及び縦方向に１０個それ
ぞれ平面に並べる。蛍光集光ブロックの横方向の相対す
る側面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを２本を配置する
と共に縦方向の相対する側面に太さ０．５ｍｍの光ファ
イバを２本を配置する。蛍光集光ブロックの上面には、
蛍光集光ブロックの下面に蛍光を反射する反射材として
従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3ある
いはＭｇＯなどを配置する。本実施例では、放射線検出
体を蛍光集光ブロック上面に配置したが、下面あるいは
上面及び下面に配置することもできる。このような構造
の１つの蛍光集光ブロックで検出ピクセルを構成する。
上記で述べた蛍光集光ブロック側面の横方向及び縦方向
に配置した光ファイバ束を用い検出ピクセル内に入射し
た放射線の蛍光を検出することにより、放射線の２次元
イメージを得ることができる。なお、光ファイバとして
は３９０ｎｍの波長にも感度がある波長シフトファイバ
である米国バイクロン社製ＢＣＦ−９２などを使用する
ことができる。
【００４３】（実施例１７）実施例１７として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２０を参
照して述べる。本発明は、蛍光波長を他の波長にシフト
させる機能を持つ矩形の波長シフターブロックを横方向
及び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形の波
長シフターブロックの相対する側面に光ファイバ束を装
着すると共に、横方向の各矩形の波長シフターブロック
の相対する側面に光ファイバ束を配置し、かつ波長シフ
ターブロックの上面あるいは下面あるいは上下両面に放
射線により蛍光を発生する放射線検出体を配置した構造
とし、各矩形の波長シフターブロックの上面あるいは下
面あるいは上下両面に配置した放射線検出体から発生す
る蛍光を波長シフターブロックの波長シフト機能により
他の波長に変換し、波長変換された蛍光を波長シフター
ブロックの縦方向の側面と横方向の側面に配置した光フ
ァイバ束とにより検出し、放射線の２次元イメージを得
ることを特長としている。
【００４４】本実施例では、２次元放射線イメージ検出
体の素材として使用される矩形の波長シフターブロック
として、プラスチック波長シフターを用いる。２次元放
射線イメージ検出体の蛍光集光素材として使用される矩
形の波長シフターブロックとして、プラスチック波長シ
フターである米国バイクロン社製プラスチック波長シフ
ターＢＣ−４８４を用いる。このプラスチック波長シフ
ターは３７０ｎｍの波長に対して十分な効率よく４３４
ｎｍの蛍光に波長変換することができる。実施例とし
て、１つの波長シフターブロックの大きさを横幅５ｍ
ｍ、縦幅５ｍｍの正方形そして厚さ２ｍｍとする。この
波長シフターブロックを横方向に１０個及び縦方向に１
０個それぞれ平面に並べる。波長シフターブロックの横
方向の相対する側面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを２
本を配置すると共に縦方向の相対する側面に太さ０．５
ｍｍの光ファイバを２本を配置する。波長シフターブロ
ックの上面には、波長シフターブロックの下面に蛍光を
反射する反射材として従来から使用されている蛍光反射
材であるＡｌ2Ｏ3あるいはＭｇＯなどを配置する。本実
施例では、放射線検出体を波長シフターブロック上面に
配置したが、下面あるいは上面及び下面に配置すること
もできる。このような構造の１つの波長シフターブロッ
クで検出ピクセルを構成する。上記で述べた波長シフタ
ーブロック側面の横方向及び縦方向に配置した光ファイ
バ束を用い検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を検
出することにより、放射線の２次元イメージを得ること
ができる。なお、光ファイバとしては４３４ｎｍに感度
のある波長シフトファイバである米国クラレ社製Ｙ−７
あるいはＹ−１１などを使用することができる。
【００４５】（実施例１８）実施例１８として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２１を参
照して述べる。本発明は、実施例１５、１６及び１７で
述べた矩形のシンチレータブロック、蛍光集光ブロック
及び波長シフターブロックの各ブロックに、縦方向及び
横方向の各矩形のブロックの相対する側面に光ファイバ
束を配置する際に、図２１に示すように１つおきに縦方
向及び横方向の光ファイバ束を上下にクロスさせるよう
に配置し、検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を検
出することにより、放射線の２次元イメージを得ること
を特長としている。このような構造とすることにより光
ファイバ束による蛍光検出効率を上げることができる。
【００４６】（実施例１９）実施例１９として、本発明
による２次元放中性子イメージ検出器について図２２を
参照して述べる。本発明は、実施例５から１８におい
て、シンチレータとして少なくとも中性子コンバータで
ある6Ｌｉ、10Ｂ、あるいはＧｄの１つの元素を含んだ
シンチレータを用い、かつ中性子検出体として中性子コ
ンバータである6Ｌｉ、10Ｂ、あるいはＧｄの少なくと
も１つの元素を含んだ材料を用いることにより、中性子
の２次元イメージを得ることを特長とした２次元中性子
イメージ検出器である。
【００４７】実施例とし実施例６に本発明を適用した例
について述べる。本実施例では、２次元中性子イメージ
検出体の素材として使用されるシンチレータとして、中
性子コンバータである6Ｌｉを含んだ6Ｌｉガラスシンチ
レータを用いる。本ガラスシンチレータとしては6Ｌｉ
の含有量が６．６％の米国バイクロン社製ＧＳ２０ 6Ｌ
ｉガラスシンチレータなどを用いることができる。蛍光
寿命は６０ｎｓであり、蛍光波長は３９０ｎｍである。
実施例として、シンチレータ板の大きさを横幅２００
ｍ、縦幅２００ｍｍそして厚さ２ｍｍとする。ダイヤモ
ンドカッターなどを用いてこのシンチレータ板に横方向
に５ｍｍ間隔で、縦方向に５ｍｍ間隔で幅０．６ｍｍそ
して深さ１．５ｍｍの溝を作る。横方向の溝に太さ０．
５ｍｍの光ファイバを３本を配置し、縦方向の溝には、
蛍光を反射する反射材として従来から使用されている蛍
光反射材であるＡｌ2Ｏ3あるいはＭｇＯなどを埋め込
む。横方向と縦方向の溝に区切られた検出ピクセルを構
成する。中性子検出体としては、6Ｌｉガラスシンチレ
ータの蛍光波長である３９０ｎｍとほぼ同じ波長の３７
０ｎｍの蛍光波長のＹＡｌＯ3：Ｃｅの粉末に中性子コ
ンバータである6ＬｉＦを混合した中性子検出媒体を使
用できる。このような構造の１つの中性子に有感なシン
チレータで検出ピクセルを構成する。
【００４８】従って、溝内に配置した光ファイバ束と上
面に太さ０．５ｍｍの光ファイバを１０本を配置した光
ファイバ束により検出ピクセル内に入射した中性子によ
る蛍光と中性子検出体に入射した中性子による蛍光とを
検出することにより、中性子の２次元イメージを効率良
く得ることができる。なお、光ファイバとしては３７０
ｎｍから３９０ｎｍまでの波長に感度がある波長シフト
ファイバである米国バイクロン社製ＢＣＦ−９９−ＸＸ
（特注）などを使用することができる。
【００４９】（実施例２０）実施例２０として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２３を参
照して述べる。本発明は、放射線が入射すると蛍光を発
生する液体シンチレータを検出媒体とし、蛍光を反射で
きる材料で作られた格子状に区切られた反射体ブロック
を液体シンチレータを封じ切ることができる検出容器に
配置した後、液体シンチレータを満たし、放射線が入射
して各格子内の液体シンチレータから発生した蛍光を、
各格子の上部と下部に直交するように配置された光ファ
イバ束により検出し、放射線の２次元イメージを得るこ
とを特長としている。本実施例では、２次元放射線イメ
ージ検出体の素材として使用される液体シンチレータと
して、バイクロン社製ＢＣ−５０１Ａを用いる。蛍光寿
命は３．２ｎｓであり、蛍光波長は４２５ｎｍである。
実施例として、液体シンチレータを封じきる検出容器と
して検出容器内の横幅が１０ｃｍ及び縦幅が１０ｃｍの
検出容器を用いることとする。内部の高さは４ｍｍとす
る。検出容器の上部の１つの横方向の側面に波長シフト
ファイバを並列に並べて配置するための矩形の挿入口を
設ける。また、検出容器の下部の縦方向の側面に、波長
シフトファイバを並列に並べて配置するための矩形の挿
入口を設ける。検出容器はアルミニウムあるいはステン
レススチールなどで製作することができる。また、１つ
の区画が５ｍｍの格子状の反射ブロックとして、全体サ
イズが横幅が１０ｃｍ及び縦幅が１０ｃｍで高さが２．
８ｍｍのものを用いる。反射ブロックは表面が良く研磨
されたアルミニウム板などで製作することができる。検
出容器上部の横方向の側面にあけた矩形の光ファイバ挿
入口を使って、本実施例の場合太さ０．５ｍｍの波長シ
フトファイバを２００本並列に並べて全検出容器内に配
置する。また、検出容器下部の縦方向の側面にあけた矩
形の光ファイバ挿入口を使って、本実施例の場合太さ
０．５ｍｍの波長シフトファイバを２００本並列に並べ
て全検出容器内に配置する。上部に配置した波長シフト
ファイバ束と下部に配置した波長シフトファイバ束との
間は３ｍｍあいているので、このスペースに上記の反射
体ブロックを納める。横方向及び縦方向の５本の光ファ
イバが反射体ブロックの格子により作り出された検出ピ
クセルから発生する蛍光を検出することになる。光ファ
イバとしては４２５ｎｍの波長に有感な波長シフトファ
イバである米国バイクロン社製ＢＣＦ−９１などを使用
することができる。検出容器内に上記の液体シンチレー
タを入れた後、各検出ピクセルに対応した横方向及び縦
方向の光ファイバ束を用いて液体シンチレータ検出ピク
セル内に入射した放射線の蛍光を検出することにより、
放射線の２次元イメージを得ることができる。本実施例
では、液体シンチレータとして、バイクロン社製ＢＣ−
５０１Ａを用いたが、Ｘ線用である液体シンチレータに
鉛あるいは錫を混ぜたＢＣ−５５１あるいはＢＣ−５５
３なども目的に合わせて使用できる。 （実施例２１）実施例２１として、本発明による２次元
放射線イメージ検出器について図２４を参照して述べ
る。本発明は、放射線が入射すると蛍光を発生する液体
シンチレータを検出媒体とし、液体シンチレータを封じ
切ることができる検出容器内に液体シンチレータを満た
し、縦方向と横方向に直交するように光ファイバ束を一
定間隔で格子状にした光ファイバ検出ブロックを検出容
器の厚さ方向に１個以上重ねて配置し、放射線が入射し
てそれぞれの格子内の液体シンチレータから発生した蛍
光を、配置した光ファイバ検出ブロックにより検出し、
放射線の２次元イメージを得ることを特長としている。
本実施例では、２次元放射線イメージ検出体の素材とし
て使用される液体シンチレータとして、バイクロン社製
ＢＣ−５０１Ａを用いる。蛍光寿命は３．２ｎｓであ
り、蛍光波長は４２５ｎｍである。実施例として、液体
シンチレータを封じきる検出容器として検出容器内の横
幅が１０ｃｍ及び縦幅が１０ｃｍの検出容器を用いるこ
ととする。厚さは２ｍｍとする。検出容器上部の横方向
の側面に５ｍｍ間隔で光ファイバの形状に合わせた挿入
口をあける。また、検出容器下部の縦方向の側面に５ｍ
ｍ間隔で光ファイバの形状に合わせた挿入口をあける。
実施例の場合、波長シフトファイバとして一片が１ｍｍ
の正方形形状した波長シフトファイバを用いる。検出容
器はアルミニウムあるいはステンレススチールなどで製
作することができる。検出容器上部の横方向の側面にあ
けた矩形の光ファイバ挿入口を使って、本実施例の場合
太さ１ｍｍの正方形形状波長シフトファイバを５ｍｍ間
隔に並べて全検出容器内に配置する。また、検出容器下
部の縦方向の側面にあけた矩形の光ファイバ挿入口を使
って、太さ１ｍｍの正方形形状波長シフトファイバを５
ｍｍ間隔に並べて全検出容器内に配置する。光ファイバ
としては４２５ｎｍの波長に有感な波長シフトファイバ
である米国バイクロン社製ＢＣＦ−９１などを使用する
ことができる。検出容器内に上記の液体シンチレータを
入れた後、各検出ピクセルに対応した横方向及び縦方向
の光ファイバを用いて液体シンチレータ検出ピクセル内
に入射した放射線の蛍光を検出することにより、放射線
の２次元イメージを得ることができる。
【００５０】（実施例２２）実施例２２として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２５を参
照して述べる。本発明は、上記実施例２１において液体
シンチレータを収納できる検出容器内の上部あるいは下
部あるいは上部と下部の両方に放射線が入射すると蛍光
を発生する放射線検出体を配置し、放射線検出体により
発生する蛍光と放射線が入射してそれぞれの格子内の液
体シンチレータから発生した蛍光を、光ファイバ束によ
り検出し、放射線の２次元イメージを得ることを特長と
している。本実施例では、２次元放射線イメージ検出体
の素材として使用される液体シンチレータとして、バイ
クロン社製ＢＣ−５０１Ａを用いる。蛍光寿命は３．２
ｎｓであり、蛍光波長は４２５ｎｍである。実施例とし
て、液体シンチレータを封じきる検出容器として検出容
器内の横幅が１０ｃｍ及び縦幅が１０ｃｍの検出容器を
用いることとする。内部の高さは２．６ｍｍとする。本
実施例では、この検出容器内の上部及び下部の両面に放
射線が入射すると蛍光を発生する放射線検出体を配置す
る。放射線検出体として、液体シンチレータの蛍光波長
とほぼ同じ４１０ｎｍを放出する蛍光体であるＹ2Ｓｉ
Ｏ5：Ｃｅを用いることとする。この蛍光体を２００μ
ｍの厚さで検出容器の上部及び下部の両面に配置する。
検出容器上部の内面から３００μｍ下げた場所の横方向
の側面に５ｍｍ間隔で光ファイバの形状に合わせた挿入
口をあける。また、検出容器上部の内面から３００μｍ
上げた場所の縦方向の側面に５ｍｍ間隔で光ファイバの
形状に合わせた挿入口をあける。実施例の場合、波長シ
フトファイバとして一片が１ｍｍの正方形形状した波長
シフトファイバを用いる。検出容器はアルミニウムある
いはステンレススチールなどで製作することができる。
検出容器上部の横方向の側面にあけた矩形の光ファイバ
挿入口を使って、本実施例の場合太さ１ｍｍの正方形形
状波長シフトファイバを５ｍｍ間隔に並べて全検出容器
内に配置する。また、検出容器下部の縦方向の側面にあ
けた矩形の光ファイバ挿入口を使って、太さ１ｍｍの正
方形形状波長シフトファイバを５ｍｍ間隔に並べて全検
出容器内に配置する。光ファイバとしては４２５ｎｍの
波長に有感な波長シフトファイバである米国バイクロン
社製ＢＣＦ−９１などを使用することができる。検出容
器内に上記の液体シンチレータを入れた後、各検出ピク
セルに対応した横方向及び縦方向の光ファイバを用い
て、検出容器の上面と下面に配置した放射線検出体から
の蛍光と液体シンチレータ検出ピクセル内に入射した放
射線の蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメ
ージを得ることができる。
【００５１】（実施例２３）実施例２３として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２６を参
照して述べる。本発明は、上記実施例２０−２２におい
て、液体シンチレータを収納できる検出容器に、液体シ
ンチレータを循環するため、少なくともバルブ、配管、
及びポンプから構成される液体シンチレータ循環機構を
付加した構造の２次元放射線イメージ検出器である。放
射線が大量に来た場合に液体シンチレータは放射線損傷
により発光量が減少する。また、一様に放射線がこない
ため、検出感度が一様でなくなる。このような場合に、
ポンプを用いて液体シンチレータを循環させることによ
り検出感度の一様性あるいは感度の劣化を防ぐことがで
きる。当然、本構造の場合完全に劣化した場合には交換
することが容易にできる。
【００５２】（実施例２４）実施例２４として、本発明
による２次元中性子イメージ検出器について図２７を参
照して述べる。本発明は、上記実施例２０−２３におい
て、液体シンチレータの中に中性子コンバータである6
Ｌｉ、10Ｂ、あるいはＧｄの少なくとも１つの元素を含
んだ材料を混合し、かつ放射線検出体と組あわせる場合
には放射線検出体に中性子コンバータである6Ｌｉ、10
Ｂ、あるいはＧｄの少なくとも１つの元素を含んだ材料
を混合し、中性子の２次元イメージを得ることを特長と
した２次元中性子イメージ検出器である。本実施例で
は、実施例２２をベースに２次元中性子イメージ化につ
いて述べる。中性子検出体の素材として使用される液体
シンチレータとして、バイクロン社製ＢＣ−５２１を用
いる。この液体シンチレータには中性子コンバータであ
るＧｄが１％含まれる。蛍光寿命は４ｎｓであり、蛍光
波長は４２５ｎｍである。実施例として、液体シンチレ
ータを封じきる検出容器として検出容器内の横幅が１０
ｃｍ及び縦幅が１０ｃｍの検出容器を用いることとす
る。内部の高さは２．６ｍｍとする。本実施例では、こ
の検出容器内の上部及び下部の両面に放射線が入射する
と蛍光を発生する放射線検出体を配置する。中性子検出
体として、液体シンチレータの蛍光波長とほぼ同じ４１
０ｎｍを放出する蛍光体であるＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅに6Ｌ
ｉＦを混合した検出媒体を用いることとする。この中性
子検出体を２００μｍの厚さで検出容器の上部及び下部
の両面に配置する。検出容器上部の内面から３００μｍ
下げた場所の横方向の側面に５ｍｍ間隔で光ファイバの
形状に合わせた挿入口をあける。また、検出容器上部の
内面から３００μｍあげた場所の縦方向の側面に５ｍｍ
間隔で光ファイバの形状に合わせた挿入口をあける。実
施例の場合、波長シフトファイバとして一片が１ｍｍの
正方形形状した波長シフトファイバを用いる。検出容器
はアルミニウムあるいはステンレススチールなどで製作
することができる。検出容器上部の横方向の側面にあけ
た矩形の光ファイバ挿入口を使って、本実施例の場合太
さ１ｍｍの正方形形状波長シフトファイバを５ｍｍ間隔
に並べて全検出容器内に配置する。また、検出容器下部
の縦方向の側面にあけた矩形の光ファイバ挿入口を使っ
て、太さ１ｍｍの正方形形状波長シフトファイバを５ｍ
ｍ間隔に並べて全検出容器内に配置する。光ファイバと
しては４２５ｎｍの波長に有感な波長シフトファイバで
ある米国バイクロン社製ＢＣＦ−９１などを使用するこ
とができる。検出容器内に上記の液体シンチレータを入
れた後、各検出ピクセルに対応した横方向及び縦方向の
光ファイバを用いて、検出容器の上面と下面に配置した
中性子検出体からの蛍光と液体シンチレータ検出ピクセ
ル内に入射した放射線の蛍光を検出することにより、中
性子の２次元イメージを得ることができる。この構造と
することにより、中性子コンバータとして、中性子捕獲
断面積の中性子エネルギー依存性が異なる中性子検出体
を利用できることから、中性子エネルギーに対する感度
の平坦化を図ることができる。なお、本実施例では、中
性子検出体の素材として液体シンチレータとして、バイ
クロン社製ＢＣ−５２１を用いているが、Ｂあるいは10
Ｂが入ったＢＣ−５２３あるいはＢＣ−５２３Ａなども
使用できる。
【００５３】（実施例２５）実施例２５として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２８を参
照して述べる。本発明は、上記実施例１−２４におい
て、光ファイバ束から放出される蛍光を検出する光検出
器としてストリークカメラを用い、ストリークカメラに
よって検出された光ファイバ束から放出される蛍光の時
系列データを同時計測法に基づいて解析することにより
放射線あるいは中性子の２次元イメージを収得すること
を特長とした、２次元放射線イメージ検出器あるいは２
次元中性子イメージ検出器である。本実施例は、実施例
１に適用した場合について述べる。本実施例ではシンチ
レータ板としては、従来よりＸ線あるいはα線等の電離
放射線の検出媒体として使用されてきた米国バイクロン
社製プラスチックシンチレータＢＣ−４１４などが使用
できる。蛍光寿命は１．８であり、蛍光波長は３９２ｎ
ｍである。実施例として、シンチレータ板の大きさを横
幅１００ｍ、縦幅１００ｍｍそして厚さ２ｍｍとする。
シンチレータ板に横方向に２ｍｍ間隔で、縦方向に２ｍ
ｍ間隔で幅０．５ｍｍそして深さ１．５ｍｍの溝を作り
従来から使用されている蛍光反射材であるＡｌ2Ｏ3ある
いはＭｇＯなどを埋め込むことにより、横方向と縦方向
の溝に区切られた検出ピクセルを構成する。
【００５４】この２次元放射線イメージ検出体は、従来
方法である検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光を、
２次元放射線イメージ検出体の上面にＸ方向の光ファイ
バ束をそして下面にＹ方向の光ファイバ束に格子状に配
置し、同時計数法を適用することにより２次元放射線イ
メージ検出器が構成できる。光ファイバ束としてはプラ
スチックシンチレータＢＣ−４１４の蛍光波長にあった
バイクロン社製ＢＣＦ−９２などを使用することができ
る。Ｘ方向とＹ方向の波長シフト光ファイバ束を横に並
列に並べた後、レンズ等の光学系によりその幅をストリ
ーク管の有感な横幅に調整する。ストリーク管として
は、できるだけ横幅の有感部分の大きいタイプを選択す
る必要があり有感長として１８ｍｍの長さを持つ浜松フ
ォトニクスＣ７７００などが使用可能である。光学系で
あるレンズ等により縮小されストリーク管の有感部分に
入った波長シフトされた蛍光信号を、ストリーク管の制
御回路により一定時間間隔でストリーク管の偏向板の偏
向電圧を、ストリーク管の縦幅に相当する時間の間掃引
し検出する。放射線検出体としてプラスチックシンチレ
ータＢＣ−４１４を用いた場合蛍光寿命が１．８ｎｓで
あることからその約５倍の長さの時間１０ｎｓを時間分
解能とする。このように蛍光寿命の数倍の時間を設定す
ることにより、放射線が入射した際発生する蛍光をほぼ
全部積分して検出することができる。縦幅に相当する時
間掃引後ストリーク管の蛍光面にストリーク像を得るこ
とができ、このストリーク像を撮像カメラで撮像する。
撮像カメラとしては横１０００画素、縦１０００画素の
検出特性を持つＣＣＤカメラを使用することができる。
この時、有効な掃引時間はＣＣＤカメラの縦軸の画素数
が１０００画素であるから１０ｎｓを１０００倍し１０
μｓとなる。ＣＣＤカメラの映像信号を信号処理・解析
装置によりデジタル化することにより、２つの光ファイ
バ束の時系列化されたデータを得ることができる。信号
がこのデータは信号処理・解析装置内の記憶装置に記憶
される。記憶された光ファイバ束の２つの発光信号強度
の時系列化データは信号処理・解析装置によって解析処
理する。解析処理方法としては２つある。１つは、発光
信号強度の時系列化データを光子計数モード、つまりあ
る設定値より発光信号強度の値が大きい場合に光子が入
ったとするモードで解析処理を行い横方向と縦方向に同
時に入った場合に、その位置を放射線入射位置とする方
法である。もう１つは、発光信号強度の値を２段階以上
に分けて解析し、同時に２つ以上放射線が横方向あるい
は縦方向の検出ピクセルに入射した場合でも解析できる
ようにしたモードである。この場合解析時間が増加す
る。また、同時計数の時間分解能としては、本実施例の
場合１０ｎｓとして前後１画素の比較により位置の特定
ができる。このようにストリークカメラを用いることに
より容易に多チャンネルの２次元光検出を高速にできる
ため、２次元放射線イメージ検出器あるいは２次元中性
子イメージ検出器と組み合わせ飛行時間法などを用いて
行う短時間に高計数率処理を必要とする研究に特に役立
てることができる。
【００５５】（実施例２６）実施例２６として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図２９を参
照して述べる。本発明は、シンチレータ、液体シンチレ
ータあるいは蛍光体を検出媒体として用い、これらの検
出媒体から発生する蛍光を直交する格子状に配置された
横方向光ファイバ束及び縦方向光ファイバ束を用いて検
出し放射線あるいは中性子の入射位置を求める２次元放
射線イメージ検出器あるいは２次元中性子イメージ検出
器において、横方向光ファイバ束及び縦方向光ファイバ
束から放出される蛍光を光検出器と波高弁別器を用いて
光子検出を行い、出力された横方向光子検出信号及び縦
方向光子検出信号を基に放射線イメージを構成する場合
に、波高弁別器から出力されるタイミングパルス信号を
基に、再トリガ可能な状態でパルスを発生する再トリガ
ブルパルス信号発生器を用いて検出媒体であるシンチレ
ータ、液体シンチレータあるいは蛍光体の蛍光寿命に対
応してポアソン分布にもとずいて時間幅が決められ発生
するパルス信号を発生させ、発生したパルス信号をもと
に放射線あるいは中性子の２次元イメージを収得するこ
とを特長とした、２次元放射線イメージ検出器あるいは
２次元中性子イメージ検出器である。図２９に示すよう
に、本発明ではシンチレータ内に発生した蛍光をもとに
作り出された横方向光電子増倍管出力信号及び縦方向光
電子増倍管出力信号を基に放射線イメージを構成する場
合に、図には示していない波高弁別器から出力されるタ
イミングパルス信号を基に再トリガ可能な状態でパルス
を発生する再トリガブルパルス信号発生器を用いて検出
媒体の蛍光寿命に対応してポアソン分布にもとずいて時
間幅が決められ発生するパルス信号を発生させる。発生
した再トリガ可能横方向定時間幅パルス発生器出力信号
と再トリガ可能縦方向定時間幅パルス発生器出力信号と
を用いて、同時計数を行い出力される同時計数回路出力
結果をもとに２次元放射線イメージを求める。この時、
時間幅を蛍光寿命とほぼ同じ時間に設定すると最も効率
よく同時計数効率をあげることができる。一方、従来法
では、同時計数効率を上げる必要があるため、蛍光寿命
の２倍以上の時間幅を設定する。このため、従来法の一
定時間幅を発生する定時間幅パルス発生器を用いるより
も、本発明では同時計数に用いるパルス時間幅を短くす
ることができるため、高計数率化を図ることができる。
なお、時間幅が８０ｎｓ以上である場合には、市販のＴ
ＴＬ集積回路素子であるＳＮ７４１２２あるいはＳＮ７
４１２３などの再トリガ可能パルスジェネレータ素子に
より再トリガ可能定時間幅パルス発生器を作製すること
が容易にできる。
【００５６】（実施例２７）実施例２７として、本発明
による２次元放射線イメージ検出器について図３０を参
照して述べる。本発明は、シンチレータ、液体シンチレ
ータあるいは蛍光体を検出媒体として用い、これらの検
出媒体から発生する蛍光を直交する格子状に配置された
横方向光ファイバ束及び縦方向光ファイバ束を用いて検
出し放射線あるいは中性子の入射位置を求める２次元放
射線イメージ検出器あるいは２次元中性子イメージ検出
器において、横方向光ファイバ束及び縦方向光ファイバ
束から出てくる蛍光を光検出器と波高弁別器を用いて光
子検出を行い、出力された横方向光子検出信号及び縦方
向光子検出信号を基に放射線イメージを構成する場合
に、波高弁別器から出力されるタイミングパルス信号を
基に、パルス信号発生器を用いて発生する決められた時
間幅のパルス信号あるいは再トリガ可能な再トリガブル
パルス信号発生器を用いてポアソン分布にもとずいて時
間幅が決められ発生するパルス信号を、パラレル信号入
力回路と信号収録・解析装置を用いて時系列信号として
収録し、収録した時系列信号を信号収録・解析装置を用
いて同時計測法に基づき解析し、放射線あるいは中性子
の２次元イメージを収得することを特長とした、２次元
放射線イメージ検出器あるいは２次元中性子イメージ検
出器である。本実施例としては、実施例１９をもとに構
成した構造の中性子の２次元イメージを得ることを特長
とした２次元中性子イメージ検出器に本発明を適用した
例を示す。横方向と縦方向についてはそれぞれ６ｘ６の
シンチレータブロックを図３０に示すように用いる。ま
た、実施例２６で述べた波高弁別器から出力されるタイ
ミングパルス信号を基に再トリガ可能な再トリガ可能定
時間幅パルス発生器を用いてポアソン分布にもとずいて
時間幅が決められ発生するパルス信号を、位置決定する
際の同時計数用信号に使用する。２次元中性子イメージ
検出器のシンチレータ内に発生した蛍光を多チャンネル
光電子増倍管を用いて電気信号とする。多チャンネル光
電子増倍管としては浜松ホトニクス製の１６チャネル光
電子増倍管Ｈ６５６８などが使用できる。この電気信号
を用いて波高弁別器によりタイミングパルス信号を作
る。このタイミングパルス信号を基に、再トリガ可能な
状態でパルスを発生する再トリガ可能定時間幅パルス発
生器を用いて検出媒体の蛍光寿命に対応してポアソン分
布にもとずいて時間幅が決められ発生する横方向光子検
出信号及び縦方向光子検出信号を作り出す。これらの信
号を高速のパラレルに信号入力回路であるパラレルイン
ターフェイスを用いて信号収録装置であるデジタル信号
収集装置に取り込み、データ記録装置に収録する。パラ
レルインターフェイスとしてはナショナルインストルメ
ント社の３２チャンネルデータ収録ボードＰＣＩ−ＤＩ
Ｏ−３２ＨＳなどが使用できる。図３０ではパラレルイ
ンターフェイスを横方向と縦方向で別々に用意したが、
１つのパラレルインターフェイスボードで処理すること
が可能である。また、このボードの場合、パルス信号を
１００ｎｓ間隔で時系列信号として収録できる。収録し
た時系列信号をデータ解析装置を用いて実施例２６で例
を示したような同時計数法に基ずき解析し、放射線ある
いは中性子の２次元イメージを得ることは容易にでき
る。
【００５７】
【発明の効果】本発明は、以上に説明したように構成さ
れているので以下に記載されるような効果を奏する。従
来には多数のシンチレータブロックを配置するため製作
するのに手間がかかりかつ困難であったシンチレータを
用いた２次元放射線イメージ検出器を、本発明により面
積の大きなシンチレータ板をもとに容易に製作ができる
ようなるため、コストの安い大面積の２次元放射線イメ
ージ検出器を製作することができる。蛍光反射材である
と共にガンマ線あるいは中性子の吸収材である材料を検
出体の側面に配置することにより、ガンマ線あるいは中
性子に対する位置検出性能を向上させた放射線イメージ
検出器あるいは中性子イメージ検出器が実現できる。蛍
光体と透明ブロックあるいは波長シフターブロックある
いはシンチレータブロックなどを組み合わせて用いるこ
とにより、従来法ではできなかった比較的大きな面積の
ピクセルをもつ大面積の蛍光体を用いた２次元放射線イ
メージ検出器を実現することができる。さらに、蛍光体
とシンチレータとを組み合わせて使用できる構造にする
ことにより、検出効率を向上させたあるいは多機能な放
射線イメージ検出器が実現できる。一方、横方向光子検
出信号及び縦方向光子検出信号を基に同時計測法により
放射線イメージを得る検出器の場合、同時計測に用いる
パルス信号として再トリガブルパルス信号発生器を用い
て検出媒体の蛍光寿命に対応してポアソン分布にもとず
いて時間幅が決められ発生するパルス信号を用いること
により、高計数率に対応した２次元放射線イメージ検出
器を実現できる。シンチレータあるいは蛍光体を用いた
上記放射線イメージ検出器と中性子コンバータ材とを組
み合わせて使用することにより、２次元中性子イメージ
検出器を実現できる。シンチレータ及び蛍光体の厚さと
してはあまり厚くないものが位置分解能の点から良いた
め、Ｘ線イメージ検出器あるいは２次元中性子イメージ
検出器として最適なものを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ板
の横方向と縦方向の上面に作製された溝に蛍光反射材を
埋め込んで区切ることによって作られた検出ピクセル群
から構成される２次元放射線イメージ検出器の実施例で
ある。
【図２】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ板
の横方向と縦方向に上面と下面とに交互に作製された溝
に蛍光反射材を埋め込んで区切ることによって作られた
検出ピクセル群から構成される２次元放射線イメージ検
出器の実施例である。
【図３】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ板
の横方向と縦方向の上面に作製された溝に放射線吸収材
を埋め込んで区切ることによって作られた検出ピクセル
群から構成される２次元放射線イメージ検出器の実施例
である。
【図４】 中性子コンバータを含んだシンチレータ板を
素材とし、シンチレータ板の横方向と縦方向の上面に作
製された溝に中性子吸収材を埋め込んで区切ることによ
って作られた検出ピクセル群から構成される２次元中性
子イメージ検出器の実施例である。
【図５】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ板
の横方向と縦方向の上面に作製された溝に配置した波長
シフトファイバ束とシンチレータ板の下面に配置した波
長シフトファイバ束を用いて、シンチレータから放出さ
れる蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメー
ジを得る２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図６】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ板
の横方向と縦方向の上面に作製された溝に配置した波長
シフトファイバ束とシンチレータ板の下面に配置した波
長シフトファイバ束を用い、シンチレータ板の上面に配
置した放射線検出体とシンチレータから放出される蛍光
を検出することにより、放射線の２次元イメージを得る
２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図７】 Ｌｉガラスシンチレータの上面に配置した蛍
光体Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅのα線による蛍光をＬｉガラスシ
ンチレータを介してその側面で蛍光スペクトルを検出し
た例（上図）である。比較のため、Ｌｉガラスシンチレ
ータの背面で測定した例を下図に示す。
【図８】 蛍光集光体である石英ガラス板を素材とし、
石英ガラス板の縦方向の上面に作製された溝に配置した
波長シフトファイバ束とシンチレータ板の下面に配置し
た光ファイバ束を用いて、石英ガラスから放出される蛍
光を検出することにより、放射線の２次元イメージを得
る２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図９】 石英ガラスの上面に配置した蛍光体Ｙ2Ｓｉ
Ｏ5：Ｃｅのα線による蛍光を石英ガラスを介してその
側面で蛍光スペクトルを検出した例である。
【図１０】 蛍光集光体である波長シフター板を素材と
し、波長シフター板の縦方向の上面に作製された溝に配
置した波長シフトファイバ束とシンチレータ板の下面に
配置した波長シフトファイバ束を用いて、波長シフター
により波長変換された蛍光を検出することにより、放射
線の２次元イメージを得る２次元放射線イメージ検出器
の実施例である。
【図１１】 波長シフターの上面に配置した蛍光体Ｙ2
ＳｉＯ5：Ｃｅのα線による蛍光を波長シフターを介し
てその側面で蛍光スペクトルを検出した例である。
【図１２】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ
板の横方向と縦方向に上面と下面とに交互に溝を作製
し、縦方向の溝に配置した波長シフトファイバ束とシン
チレータ板の下面に配置した波長シフトファイバ束を用
いて、シンチレータから放出される蛍光を検出すること
により、放射線の２次元イメージを得る２次元放射線イ
メージ検出器の実施例である。
【図１３】 平面に並べた矩形のシンチレータブロック
の上面と下面の横方向に配置した波長シフトファイバ束
とシンチレータブロックの側面の縦方向に配置した波長
シフトファイバ束を用いて、シンチレータから放出され
る蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメージ
を得る２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図１４】 平面に並べた矩形のシンチレータブロック
の縦方向の相対する側面に配置した波長シフトファイバ
束とシンチレータブロックの下面の横方向に配置した波
長シフトファイバ束を用いて、シンチレータから放出さ
れる蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメー
ジを得る２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図１５】 平面に並べた矩形のシンチレータブロック
の縦方向の相対する側面に配置した波長シフトファイバ
束とシンチレータブロックの下面の横方向に配置した波
長シフトファイバ束を用いて、シンチレータブロックの
上面に配置した放射線検出体とシンチレータから放出さ
れる蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメー
ジを得る２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図１６】 平面に並べた矩形の蛍光集光体である石英
ガラスブロックの縦方向の相対する側面に配置した波長
シフトファイバ束と石英ガラスブロックの下面の横方向
に配置した波長シフトファイバ束を用いて、石英ガラス
ブロックの上面に配置した放射線検出体から放出される
蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメージを
得る２次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図１７】 平面に並べた矩形の蛍光集光体である波長
シフターブロックの縦方向の相対する側面に配置した波
長シフトファイバ束と波長シフターブロックの下面の横
方向に配置した波長シフトファイバ束を用いて、波長シ
フターブロックの上面に配置した放射線検出体から放出
され波長シフターブロックにより波長変換された蛍光を
検出することにより、放射線の２次元イメージを得る２
次元放射線イメージ検出器の実施例である。
【図１８】 平面に並べた矩形のシンチレータブロック
の縦方向の相対する側面と横方向の相対する側面に配置
した波長シフトファイバ束を用いて、シンチレータブロ
ックの上面と下面に配置された放射線検出体とシンチレ
ータブロックから放出される蛍光を検出することによ
り、放射線の２次元イメージを得る２次元放射線イメー
ジ検出器の実施例である。
【図１９】 平面に並べた矩形の蛍光集光体である石英
ガラスブロックの縦方向の相対する側面と横方向の相対
する側面に配置した波長シフトファイバ束を用いて、石
英ガラスブロックの上面と下面に配置された放射線検出
体から放出される蛍光を検出することにより、放射線の
２次元イメージを得る２次元放射線イメージ検出器の実
施例である。
【図２０】 平面に並べた矩形の蛍光集光体である波長
シフターブロックの縦方向の相対する側面と横方向の相
対する側面に配置した波長シフトファイバ束を用いて、
波長シフターブロックの上面と下面に配置された放射線
検出体から放出され波長シフターブロックにより波長変
換された蛍光を検出することにより、放射線の２次元イ
メージを得る２次元放射線イメージ検出器の実施例であ
る。
【図２１】 縦方向及び横方向の矩形のブロックの相対
する側面に波長シフトファイバ束を配置する際に、１つ
おきに縦方向及び横方向の波長シフトファイバ束を上下
にクロスさせるように配置した実施例である。
【図２２】 中性子コンバータを含んだシンチレータ板
を素材とし、シンチレータ板の縦方向の上面に作製され
た溝に配置した波長シフトファイバ束とシンチレータ板
の下面に配置した波長シフトファイバ束を用い、シンチ
レータ板の上面に配置した放射線検出体とシンチレータ
から放出される蛍光を検出することにより、中性子の２
次元イメージを得る２次元中性子イメージ検出器の実施
例である。
【図２３】 格子状に区切られた反射体ブロックを内部
に配置した、液体シンチレータを満たした検出容器の上
部と下部に直交するように配置された波長シフトファイ
バ束を用いて、格子状に区切られた液体シンチレータか
ら放出される蛍光を検出することにより、放射線の２次
元イメージを得る２次元放射線イメージ検出器の実施例
である。
【図２４】 縦方向と横方向に直交するように波長シフ
トファイバ束を格子状にした光ファイバ検出ブロックを
液体シンチレータを満たした検出容器の高さ方向に１個
配置し、光ファイバ検出ブロックにより格子状に区切ら
れた液体シンチレータから放出される蛍光を検出するこ
とにより、放射線の２次元イメージを得る２次元放射線
イメージ検出器の実施例である。
【図２５】 縦方向と横方向に直交するように波長シフ
トファイバ束を格子状にした光ファイバ検出ブロックを
液体シンチレータを満たした検出容器の高さ方向に１個
配置し、光ファイバ検出ブロックにより格子状に区切ら
れた検出容器の上面と下面に配置した放射線検出体と液
体シンチレータから放出される蛍光を検出することによ
り、放射線の２次元イメージを得る２次元放射線イメー
ジ検出器の実施例である。
【図２６】 液体シンチレータを満たした検出容器にバ
ルブ、配管、及びポンプから構成される液体シンチレー
タ循環機構を付加した構造の２次元放射線イメージ検出
器の例である。
【図２７】 縦方向と横方向に直交するように波長シフ
トファイバ束を格子状にした光ファイバ検出ブロックを
中性子コンバータを含んだ液体シンチレータを満たした
検出容器の高さ方向に１個配置し、光ファイバ検出ブロ
ックにより格子状に区切られた検出容器の上面と下面に
配置した中性子検出体と液体シンチレータから放出され
る蛍光を検出することにより、中性子の２次元イメージ
を得る２次元中性子イメージ検出器の実施例である。
【図２８】 シンチレータ板を素材とし、シンチレータ
板の横方向と縦方向の上面に作製された溝に蛍光反射材
を埋め込んで区切ることによって作られた検出ピクセル
群から構成される２次元放射線イメージ検出器の蛍光検
出用検出器としてストリークカメラを用いた実施例であ
る。
【図２９】 従来のパルス発生器を用いた一定時間幅パ
ルス発生法と本発明の再トリガ可能な再トリガブルパル
ス信号発生器を用いてポアソン分布にもとずいて時間幅
が決められパルス信号を発生する方法の比較図である。
【図３０】 中性子コンバータを含んだシンチレータ板
を素材とし、シンチレータ板の縦方向の上面に作製され
た溝に配置した波長シフトファイバ束とシンチレータ板
の下面に配置した波長シフトファイバ束を用い、シンチ
レータ板の上面に配置した中性子検出体とシンチレータ
から放出される蛍光をもとに作り出されるパルス信号
を、パラレル信号入力回路と信号収録・解析装置を用い
て時系列信号として収録し、同時計測法に基づき解析
し、中性子の２次元イメージを得る２次元中性子イメー
ジ検出器の実施例である。
【図３１】 シンチレータブロック上面の縦方向と下面
の横方向に直交するように配置した波長シフトファイバ
束を用いて、シンチレータブロックから放出される蛍光
を検出することにより、放射線の２次元イメージを得る
２次元放射線イメージ検出器の従来方法の例である。
【図３２】 シンチレータブロックの縦方向及び横方向
の相対する側面に直交するように配置した波長シフトフ
ァイバ束を用いて、シンチレータブロックから放出され
る蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメージ
を得る２次元放射線イメージ検出器の従来方法の例であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｔ 1/202 Ｇ０１Ｔ 1/202 1/203 1/203 1/204 1/204 Ａ 3/06 3/06

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放射線が入射すると蛍光を発生するシンチ
    レータ板の上面に、横方向および縦方向に決められた間
    隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの溝を作
    り、この溝に蛍光を反射する反射材を埋め込むことによ
    り、横方向と縦方向の溝で区切ることによって作られた
    検出ピクセル群を構成し、検出ピクセル内に入射した放
    射線の蛍光を検出することにより、放射線の２次元イメ
    ージを得ることを特長とした２次元放射線イメージ検出
    器。
  2. 【請求項２】放射線が入射すると蛍光を発生するシンチ
    レータ板の上面および下面に、横方向について上面と下
    面交互に、および縦方向について上面と下面交互に、決
    められた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さ
    の溝を作り、この溝に蛍光を反射する反射材を埋め込む
    ことにより、横方向と縦方向の溝で区切ることによって
    作られた検出ピクセル群を構成し、検出ピクセル内に入
    射した放射線の蛍光を検出することにより、放射線の２
    次元イメージを得ることを特長とした２次元放射線イメ
    ージ検出器。
  3. 【請求項３】上記請求項１あるいは２と同じ構造を構成
    し、反射材として元素番号４０以上の元素を含んだ材料
    を用いて検出ピクセル間を放射線遮蔽する機能を付加し
    た構造の２次元放射線イメージ検出器。
  4. 【請求項４】上記請求項１あるいは2と同じ構造を構成
    し、シンチレータとして少なくとも中性子コンバータで
    ある6Ｌｉ、10Ｂ、あるいはＧｄの１つの元素を含んだ
    シンチレータを用い、かつ反射材として中性子吸収断面
    積が大きい元素を含んだ材料を用いて検出ピクセル間の
    中性子遮蔽する機能を付加した構造の２次元中性子イメ
    ージ検出器。
  5. 【請求項５】放射線が入射すると蛍光を発生するシンチ
    レータ板の上面に、横方向および縦方向に決められた間
    隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの溝を作
    り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向の溝に
    は蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造とし、シンチ
    レータ板の上面あるいは下面あるいは上面と下面に上記
    の光ファイバと直交する方向である横方向に光ファイバ
    束を配置し、横方向と縦方向の溝で区切ることによって
    作られた検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光をシン
    チレータ板の溝内に配置した光ファイバ束と上面あるい
    は下面あるいは上面と下面に配置した光ファイバ束によ
    り検出することにより、放射線の２次元イメージを得る
    ことを特長とした２次元放射線イメージ検出器。
  6. 【請求項６】放射線が入射すると蛍光を発生するシンチ
    レータ板の上面に、横方向および縦方向に決められた間
    隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さの溝を作
    り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向の溝に
    は蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造とし、シンチ
    レータ板の下面に上記の光ファイバと直交する方向の横
    方向に光ファイバ束を配置し、上面に放射線により蛍光
    を発生する放射線検出体を配置し、この放射線検出体か
    ら発生する蛍光を横方向と縦方向の溝で区切ることによ
    って作られた検出ピクセル内に入射した放射線の蛍光と
    放射線検出体から発生する蛍光をシンチレータ板の溝内
    に配置した光ファイバ束と下面に配置した光ファイバ束
    により検出することにより、放射線の２次元イメージを
    得ることを特長とした２次元放射線イメージ検出器。
  7. 【請求項７】蛍光波長を十分透過させる透過率を有する
    蛍光集光板の上面に、横方向および縦方向に決められた
    間隔で蛍光集光板の厚さの半分以上の深さの溝を作り、
    縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方向の溝には、
    蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造とし、蛍光集光
    板の下面の上記の光ファイバ束と直交する方向である横
    方向に光ファイバ束を配置し、上面に放射線により蛍光
    を発生する放射線検出体を配置し、放射線検出体から発
    生する蛍光を横方向と縦方向の溝で区切ることによって
    作られた検出ピクセル内に入ってくる放射線検出体から
    発生する蛍光を蛍光集光板の溝内に配置した光ファイバ
    束と下面に配置した光ファイバ束により検出することに
    より、放射線の２次元イメージを得ることを特長とした
    ２次元放射線イメージ検出器。
  8. 【請求項８】蛍光波長を他の波長にシフトさせる機能を
    持つ波長シフター板の上面に、横方向および縦方向に決
    められた間隔でシンチレータ板の厚さの半分以上の深さ
    の溝を作り、縦方向の溝に光ファイバ束を配置し、横方
    向の溝には、蛍光を反射する反射材を埋め込んだ構造と
    し、波長シフター板の下面に上記の光ファイバと直交す
    る方向である横方向に光ファイバ束を配置し、上面に放
    射線により蛍光を発生する放射線検出体を配置し、放射
    線検出体から発生する蛍光を波長シフター板の波長シフ
    ト機能により他の波長に変換し、波長変換された蛍光を
    波長シフター板の溝内に配置した光ファイバ束と上面あ
    るいは下面に配置した光ファイバ束により検出すること
    により、放射線の２次元イメージを得ることを特長とし
    た２次元放射線イメージ検出器。
  9. 【請求項９】上記請求項６−８において、シンチレータ
    板、蛍光集光板あるいは波長シフター板の上面及び下面
    に、横方向について上面と下面交互に、および縦方向に
    ついて上面と下面交互に、決められた間隔でシンチレー
    タ板の厚さの半分以上の深さの溝を作り、横方向と縦方
    向の溝で区切ることによって作られた検出ピクセル群を
    適用して、放射線の２次元イメージを得ることを特長と
    した２次元放射線イメージ検出器。
  10. 【請求項１０】矩形のシンチレータブロックを横方向及
    び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形のシン
    チレータの相対する側面に光ファイバ束を配置し、横方
    向の相対する側面に反射材を配置し、かつシンチレータ
    ブロックの上面に反射材を配置すると共に、平面に並べ
    たシンチレータブロックの下面に側面に配置した光ファ
    イバ束と直交する方向である横方向に光ファイバ束を配
    置した構造とし、各矩形のシンチレータブロックに入射
    した放射線の蛍光をシンチレータブロックの側面に配置
    した光ファイバ束と下面に配置した光ファイバ束により
    検出することにより、放射線の２次元イメージを得るこ
    とを特長とした２次元放射線イメージ検出器。
  11. 【請求項１１】矩形のシンチレータブロックを横方向及
    び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形のシン
    チレータブロックの相対する側面に光ファイバ束を配置
    し、横方向の相対する側面に反射材を配置し、平面に並
    べたシンチレータブロックの上面及び下面に側面に配置
    した光ファイバ束と直交する方向である横方向に、光フ
    ァイバ束を配置した構造とし、各矩形のシンチレータブ
    ロックに入射した放射線の蛍光をシンチレータブロック
    の側面に配置した光ファイバ束と上面及び下面に配置し
    た光ファイバ束により検出することにより、放射線の２
    次元イメージを得ることを特長とした２次元放射線イメ
    ージ検出器。
  12. 【請求項１２】矩形のシンチレータブロックを横方向及
    び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形のシン
    チレータブロックの相対する側面に光ファイバ束を配置
    し、横方向の相対する側面に反射材を配置し、かつシン
    チレータブロックの上面に放射線により蛍光を発生する
    放射線検出体を配置すると共に、平面に並べたシンチレ
    ータブロックの下面に側面に配置した光ファイバ束と直
    交する方向にである横方向に、光ファイバ束を配置した
    構造とし、各矩形のシンチレータブロックに入射した放
    射線の蛍光と放射線検出体から発生する蛍光をシンチレ
    ータブロックの側面に配置した光ファイバ束と下面に配
    置した光ファイバ束により検出することにより、放射線
    の２次元イメージを得ることを特長とした２次元放射線
    イメージ検出器。
  13. 【請求項１３】蛍光波長を十分透過させる透過率を有す
    る矩形の蛍光集光ブロックを横方向及び縦方向にそれぞ
    れ平面に並べ、縦方向の各矩形の蛍光集光ブロックの相
    対する側面に光ファイバ束を配置し、横方向の相対する
    側面に反射材を配置し、かつ蛍光集光ブロックの上面に
    放射線により蛍光を発生する放射線検出体を配置すると
    共に、平面に並べた蛍光集光ブロックの下面に側面に配
    置した光ファイバ束と直交する方向である横方向に光フ
    ァイバ束を配置した構造とし、各矩形の蛍光集光ブロッ
    クに配置した放射線検出体から発生する蛍光を蛍光集光
    ブロックの側面に配置した光ファイバ束と下面に配置し
    た光ファイバ束により検出することにより、放射線の２
    次元イメージを得ることを特長とした２次元放射線イメ
    ージ検出器。
  14. 【請求項１４】蛍光波長を他の波長にシフトさせる機能
    を持つ矩形の波長シフターブロックを横方向及び縦方向
    にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形の波長シフター
    ブロックの相対する側面に光ファイバ束を配置し、横方
    向の相対する側面に反射材を配置し、かつ波長シフター
    ブロックの上面に放射線により蛍光を発生する放射線検
    出体を配置すると共に、平面に並べた波長シフターブロ
    ックの下面に側面に配置した光ファイバ束と直交する方
    向に、光ファイバ束を配置した構造とし、各矩形の波長
    シフターブロックに配置した放射線検出体から発生する
    蛍光を波長シフターブロックの波長シフト機能により他
    の波長に変換し、波長変換された蛍光を波長シフターブ
    ロックの側面に配置した光ファイバ束と下面に配置した
    光ファイバ束により検出することにより、放射線の２次
    元イメージを得ることを特長とした２次元放射線イメー
    ジ検出器。
  15. 【請求項１５】矩形のシンチレータブロックを横方向及
    び縦方向にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形のシン
    チレータブロックの相対する側面に光ファイバ束を装着
    すると共に、横方向の各矩形のシンチレータブロックの
    相対する側面に光ファイバ束を配置し、かつシンチレー
    タブロックの上面あるいは下面あるいは上面と下面に放
    射線により蛍光を発生する放射線検出体を配置した構造
    とし、各矩形のシンチレータブロックに入射した放射線
    の蛍光と上面あるいは下面あるいは上面と下面に配置し
    た放射線検出体から発生する蛍光をシンチレータブロッ
    クの縦方向の側面と横方向の側面に配置した光ファイバ
    束とにより検出し、放射線の２次元イメージを得ること
    を特長とした２次元放射線イメージ検出器。
  16. 【請求項１６】蛍光波長を十分透過させる透過率を有す
    る矩形の蛍光集光ブロックを横方向及び縦方向にそれぞ
    れ平面に並べ、縦方向の各矩形の蛍光集光ブロックの相
    対する側面に光ファイバ束を装着すると共に、横方向の
    各矩形の蛍光集光ブロックの相対する側面に光ファイバ
    束を配置し、かつ蛍光集光ブロックの上面あるいは下面
    あるいは上面と下面に放射線により蛍光を発生する放射
    線検出体を配置した構造とし、各矩形の蛍光集光ブロッ
    クの上面あるいは下面あるいは上面と下面に配置した放
    射線検出体から発生する蛍光を蛍光集光ブロックの縦方
    向の側面と横方向の側面に配置した光ファイバ束とによ
    り検出し、放射線の２次元イメージを得ることを特長と
    した２次元放射線イメージ検出器。
  17. 【請求項１７】蛍光波長を他の波長にシフトさせる機能
    を持つ矩形の波長シフターブロックを横方向及び縦方向
    にそれぞれ平面に並べ、縦方向の各矩形の波長シフター
    ブロックの相対する側面に光ファイバ束を装着すると共
    に、横方向の各矩形の波長シフターブロックの相対する
    側面に光ファイバ束を配置し、かつ波長シフターブロッ
    クの上面あるいは下面あるいは上面と下面に放射線によ
    り蛍光を発生する放射線検出体を配置した構造とし、各
    矩形の波長シフターブロックの上面あるいは下面あるい
    は上面と下両に配置した放射線検出体から発生する蛍光
    を波長シフターブロックの波長シフト機能により他の波
    長に変換し、波長変換された蛍光を波長シフターブロッ
    クの縦方向の側面と横方向の側面に配置した光ファイバ
    束とにより検出し、放射線の２次元イメージを得ること
    を特長とした２次元放射線イメージ検出器。
  18. 【請求項１８】請求項１５−１７において、矩形の各ブ
    ロックに、縦方向及び横方向の各矩形のブロックの相対
    する側面に光ファイバ束を装着する際に、１つおきに縦
    方向及び横方向の光ファイバ束を上下にクロスさせるよ
    うに配置することを特長とした２次元放射線イメージ検
    出器。
  19. 【請求項１９】請求項５−１８において、シンチレータ
    として少なくとも中性子コンバータである6Ｌｉ、
    10Ｂ、あるいはＧｄの１つの元素を含んだシンチレータ
    を用い、かつ中性子検出体として中性子コンバータであ
    る6Ｌｉ、10Ｂ、あるいはＧｄの少なくとも１つの元素
    を含んだ材料を用いることにより、中性子の２次元イメ
    ージを得ることを特長とした２次元中性子イメージ検出
    器。
  20. 【請求項２０】放射線が入射すると蛍光を発生する液体
    シンチレータを検出媒体とし、蛍光を反射できる材料で
    作られた格子状に区切られた反射体ブロックを液体シン
    チレータを封じ切ることができる検出容器に配置した
    後、液体シンチレータを満たし、放射線が入射して各格
    子内の液体シンチレータから発生した蛍光を、各格子の
    上部と下部に直交するように配置された光ファイバ束に
    より検出し、放射線の２次元イメージを得ることを特長
    とした２次元放射線イメージ検出器。
  21. 【請求項２１】放射線が入射すると蛍光を発生する液体
    シンチレータを検出媒体とし、液体シンチレータを封じ
    切ることができる検出容器内に液体シンチレータを満た
    し、縦方向と横方向に直交するように光ファイバ束を一
    定間隔で格子状にした光ファイバ検出ブロックを検出容
    器の高さ方向に１個以上重ねて配置し、放射線が入射し
    てそれぞれの格子内の液体シンチレータから発生した蛍
    光を、配置した光ファイバ検出ブロックにより検出し、
    放射線の２次元イメージを得ることを特長とした２次元
    放射線イメージ検出器。
  22. 【請求項２２】上記請求項２１において、液体シンチレ
    ータを収納できる検出容器内の上部あるいは下部あるい
    は上部と下部の両方に放射線が入射すると蛍光を発生す
    る放射線検出体を配置し、それぞれの格子内の放射線検
    出体により発生する蛍光と液体シンチレータから発生し
    た蛍光を、光ファイバ束により検出し、放射線の２次元
    イメージを得ることを特長とした２次元放射線イメージ
    検出器。
  23. 【請求項２３】上記請求項２０−２２において、液体シ
    ンチレータを収納できる検出容器に、液体シンチレータ
    を循環するため、少なくともバルブ、配管、及びポンプ
    から構成される液体シンチレータ循環機構を付加した構
    造の２次元放射線イメージ検出器。
  24. 【請求項２４】上記請求項２０−２３において、液体シ
    ンチレータの中に中性子コンバータである6Ｌｉ、
    10Ｂ、あるいはＧｄの少なくとも１つの元素を含んだ材
    料を混合し、かつ放射線検出体と組あわせる場合には放
    射線検出体に中性子コンバータである 6Ｌｉ、10Ｂ、あ
    るいはＧｄの少なくとも１つの元素を含んだ構成とし、
    中性子の２次元イメージを得ることを特長とした２次元
    中性子イメージ検出器。
  25. 【請求項２５】上記請求項１−２４において、光ファイ
    バ束から放出される蛍光を検出する光検出器としてスト
    リークカメラを用い、ストリークカメラによって検出さ
    れた光ファイバ束から放出される蛍光の時系列データを
    同時計測法に基づいて解析することにより放射線あるい
    は中性子の２次元イメージを収得することを特長とし
    た、２次元放射線イメージ検出器あるいは２次元中性子
    イメージ検出器。
  26. 【請求項２６】シンチレータ、液体シンチレータあるい
    は蛍光体を検出媒体として用い、これらの検出媒体から
    発生する蛍光を直交する格子状に配置された横方向光フ
    ァイバ束及び縦方向光ファイバ束を用いて検出し放射線
    あるいは中性子の入射位置を求める２次元放射線イメー
    ジ検出器あるいは２次元中性子イメージ検出器におい
    て、横方向光ファイバ束及び縦方向光ファイバ束から放
    出される蛍光を光検出器と波高弁別器を用いて光子検出
    を行い、出力された横方向光子検出信号及び縦方向光子
    検出信号を基に放射線イメージを構成する場合に、波高
    弁別器から出力されるタイミングパルス信号を基に、再
    トリガ可能な状態でパルスを発生する再トリガブルパル
    ス信号発生器を用いて検出媒体であるシンチレータ、液
    体シンチレータあるいは蛍光体の蛍光寿命に対応してポ
    アソン分布にもとずいて時間幅が決められ発生するパル
    ス信号を発生させ、発生したパルス信号をもとに放射線
    あるいは中性子の２次元イメージを収得することを特長
    とした、２次元放射線イメージ検出器あるいは２次元中
    性子イメージ検出器。
  27. 【請求項２７】シンチレータ、液体シンチレータあるい
    は蛍光体を検出媒体として用い、これらの検出媒体から
    発生する蛍光を直交する格子状に配置された横方向光フ
    ァイバ束及び縦方向光ファイバ束を用いて検出し放射線
    あるいは中性子の入射位置を求める２次元放射線イメー
    ジ検出器あるいは２次元中性子イメージ検出器におい
    て、横方向光ファイバ束及び縦方向光ファイバ束から出
    てくる蛍光を光検出器と波高弁別器を用いて光子検出を
    行い、出力された横方向光子検出信号及び縦方向光子検
    出信号を基に放射線イメージを構成する場合に、波高弁
    別器から出力されるタイミングパルス信号を基に、パル
    ス信号発生器を用いて発生する決められた時間幅のパル
    ス信号あるいは再トリガ可能な再トリガブルパルス信号
    発生器を用いてポアソン分布にもとずいて時間幅が決め
    られ発生するパルス信号を、パラレル信号入力回路と信
    号収録・解析装置を用いて時系列信号として収録し、収
    録した時系列信号を信号収録・解析装置を用いて同時計
    測法に基づき解析し、放射線あるいは中性子の２次元イ
    メージを収得することを特長とした、２次元放射線イメ
    ージ検出器あるいは２次元中性子イメージ検出器。
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